[發明專利]電阻式記憶胞的寫入方法及電阻式內存

有效

• 申請號: 201610277668.X
• 申請日: 2016-04-28
• 公開（公告）號: CN107342105B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 陳達
• 申請（專利權）人: 華邦電子股份有限公司
• 主分類號: G11C13/00
• 分類號: G11C13/00
• 代理公司: 11205 北京同立鈞成知識產權代理有限公司
• 代理人: 馬雯雯;臧建明

本發明提供一種電阻式記憶胞的寫入方法及電阻式內存。此寫入方法提供重置信號組至電阻式記憶胞以進行寫入操作。檢測電阻式記憶胞的電流以判斷此電阻式記憶胞是否完成寫入操作。當此電阻式記憶胞并未完成寫入操作時，判斷此電阻式記憶胞中絲狀導電路徑的寬度是否窄化。當此電阻式記憶胞中絲狀導電路徑的寬度已窄化時，降低此重置信號組中電阻式記憶胞的字符線電壓。本發明提供的寫入方法是藉由逐次降低電阻式記憶胞的字符線電壓的方式來延展重置操作的電壓窗口，減少電阻式記憶胞因輸入電壓過高而發生互補切換現象的機率。

技術領域

本發明涉及一種電阻式內存技術，尤其涉及一種電阻式記憶胞的寫入方法及電阻式內存。

背景技術

在電阻式內存(Resistive random-access memory；RRAM)技術中，形成(forming)、設定(set)以及重置(reset)三個操作為確保電阻式記憶胞電氣特性以及數據保存力(data retention)的三個重要步驟。在進行設定/重置操作時，可能需要逐步地且多次地提升輸入電壓才能完成。對于電阻式內存來說，成功的重置操作可增加RRAM的耐久性。

一般來說，電阻式內存可根據所施加的脈沖電壓大小及極性來改變絲狀導電路徑(filament path)的寬度。舉例來說，在寫入數據邏輯1時，可藉由施加重置脈沖(RESETpulse)來窄化絲狀導電路徑的寬度以形成高電阻狀態。在寫入數據邏輯0時，可藉由施加極性相反的設定脈沖(SET pulse)來增加絲狀導電路徑的寬度以形成低電阻狀態。然而，當藉由連續性地或以斜坡式提升輸入電壓來進行電阻式記憶胞的設定操作或重置操作的話，可能會使原本應為高電流狀態的電阻式記憶胞減少其電流，或是使應為低電流狀態的電阻式記憶胞增加其電流，導致電阻式記憶胞當中所儲存的數據錯誤，此種現象稱為是互補切換(Complementary switching)現象。換句話說，在進行電阻式記憶胞的設定操作或重置操作的時候，若提供過大的輸入電壓時，將可能會使電阻式記憶胞成為與預期相反的結果。

另一方面，當電阻式記憶胞被輸入幾次重置信號/設定信號之后，發現電阻式記憶胞可能一直位于高電阻狀態與低電阻狀態之間，此種狀態被稱為是局部高電阻狀態/局部低電阻狀態。為使電阻式記憶胞脫離局部高電阻狀態/局部低電阻狀態，便需要另外調整電阻式記憶胞的輸入電壓。

因此，如何在進行電阻式記憶胞的相關操作時，避免輸入電壓在逐步提升的過程中因其電壓值過大而使電阻式記憶胞發生互補切換現象，并使電阻式記憶胞脫離局部高電阻狀態/局部低電阻狀態，便是重要的課題之一。

發明內容

本發明提供一種電阻式內存裝置的寫入方法，可使電阻式記憶胞能夠脫離局部高電阻狀態(重置操作)/局部低電阻狀態(設定操作)。

本發明的電阻式記憶胞的寫入方法包括下列步驟。提供重置信號組至電阻式記憶胞以進行寫入操作。檢測電阻式記憶胞的電流以判斷所述電阻式記憶胞是否完成寫入操作。當所述電阻式記憶胞并未完成寫入操作時，判斷所述電阻式記憶胞中絲狀導電路徑的寬度是否窄化。當所述電阻式記憶胞中絲狀導電路徑的寬度已窄化時，降低重置信號組中電阻式記憶胞的字符線電壓。

在本發明的一實施例中，上述的寫入方法還包括：當所述電阻式記憶胞中所述絲狀導電路徑的寬度并未窄化時，持續提供所述重置信號組至所述電阻式記憶胞。

在本發明的一實施例中，持續提供所述重置信號組至所述電阻式記憶胞的步驟還包括：逐次調降在所述重置信號組中所述電阻式記憶胞的源極線電壓。

在本發明的一實施例中，上述的寫入方法還包括：在降低所述重置信號組中所述電阻式記憶胞的字符線電壓之后，判斷所述電阻式記憶胞是否完成寫入操作。

在本發明的一實施例中，判斷所述電阻式記憶胞是否完成寫入操作的步驟包括：檢測所述電阻式記憶胞中的電流是否小于第一電流閥值。當所述電阻式記憶胞中的所述電流小于第一電流閥值時，表示所述電阻式記憶胞完成所述寫入操作。