[發(fā)明專利]電阻式存儲器及其電阻式存儲單元的恢復(fù)電阻窗口方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710463294.5
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN109147844B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王炳琨;廖紹憬;林銘哲;魏敏芝;周詮勝
• 申請（專利權(quán)）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: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 馬雯雯;臧建明

本發(fā)明提供一種電阻式存儲器及其電阻式存儲單元的恢復(fù)電阻窗口方法。于第一期間，過重置電壓差被施加于電阻式存儲單元的上電極與下電極之間，其中該過重置電壓差落于電阻式存儲單元的重置互補切換電壓范圍。于第二期間，設(shè)定電壓差被施加于電阻式存儲單元的上電極與下電極之間，以增加電阻式存儲單元的限電流。于第三期間，對電阻式存儲單元進行重置操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種存儲器，尤其涉及一種電阻式存儲器及其電阻式存儲單元的恢復(fù)電阻窗口方法。

背景技術(shù)

電阻式隨機存取存儲器(Resistive random access memory,RRAM)是一種非易失性存儲器。RRAM可利用阻態(tài)的改變來存儲或儲存數(shù)值。電阻式存儲器與集成電路制造的相容性極佳。電阻式存儲器的寫入速度快，而且其寫入電壓較低，符合可攜式電子產(chǎn)品的低功耗需求。

在電阻式存儲器中，形成(forming)、設(shè)定(set)以及重置(reset)三個操作為確保電阻式存儲單元的電氣特性以及數(shù)據(jù)保存力(data retention)的三個重要步驟。在進行設(shè)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，此即所謂漸進操作(ramping operation)。對于一些有問題的存儲單元而言，當(dāng)使用過高的電壓來進行電阻式存儲單元的重置操作(或是設(shè)定操作)的話，可能會使原本應(yīng)為低電流狀態(tài)的電阻式存儲單元增加其電流(或是使原本應(yīng)為高電流狀態(tài)的電阻式存儲單元減少其電流)，此種現(xiàn)象稱為是互補切換(complementary switching,CS)現(xiàn)象。CS現(xiàn)象為電阻式存儲器的領(lǐng)域中的一種獨特現(xiàn)象。

一旦電阻式存儲單元出現(xiàn)CS現(xiàn)象，此存儲單元的重置操作的電阻窗口(resistance window，或稱電壓窗口，voltage window)將會變窄(甚至消失)。“電阻窗口變窄”意味著高阻態(tài)HRS與低阻態(tài)LRS將變得難以辨別，亦即此存儲單元將喪失存儲能力。因此在進行設(shè)定操作以及重置操作時，避免使電阻式存儲單元發(fā)生互補切換現(xiàn)象是重要的。無論如何，電阻式存儲單元的耐久度(Endurance)是有限的。隨著操作(重置和/或設(shè)定)次數(shù)的推進，電阻式存儲單元發(fā)生互補切換現(xiàn)象是不可避免的。在電阻式存儲單元發(fā)生互補切換現(xiàn)象時，如何恢復(fù)電阻窗口亦是重要的課題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種電阻式存儲器及其電阻式存儲單元的恢復(fù)電阻窗口方法，其可以恢復(fù)電阻窗口以延長電阻式存儲單元的耐久度。

本發(fā)明的實施例提供一種電阻式存儲單元的恢復(fù)電阻窗口方法。所述恢復(fù)電阻窗口方法包括：于第一期間施加過重置電壓差于電阻式存儲單元的上電極與下電極之間，其中該過重置電壓差落于電阻式存儲單元的重置互補切換(reset complementaryswitching,reset-CS)電壓范圍；于第二期間施加設(shè)定電壓差于電阻式存儲單元的上電極與下電極之間，以增加電阻式存儲單元的限電流(compliance current)；以及于第三期間對電阻式存儲單元進行第一重置操作。

本發(fā)明的實施例提供一種電阻式存儲器。所述電阻式存儲器包括電阻式存儲單元、字元線信號提供電路、位元線信號提供電路以及源極線信號提供電路。字元線信號提供電路耦接至電阻式存儲單元的字元線。位元線信號提供電路耦接至電阻式存儲單元的位元線。源極線信號提供電路耦接至電阻式存儲單元的源極線。當(dāng)進行恢復(fù)電阻窗口方法時，位元線信號提供電路與源極線信號提供電路于第一期間施加過重置電壓差于電阻式存儲單元的上電極與下電極之間，其中該過重置電壓差落于電阻式存儲單元的重置互補切換電壓范圍。位元線信號提供電路與源極線信號提供電路于第二期間施加設(shè)定電壓差于電阻式存儲單元的上電極與下電極之間，以增加電阻式存儲單元的限電流。字元線信號提供電路、位元線信號提供電路與源極線信號提供電路于第三期間對電阻式存儲單元進行第一重置操作。

基于上述，本發(fā)明諸實施例所述電阻式存儲器可以進行電阻式存儲單元的恢復(fù)電阻窗口方法。過重置電壓差被施加于電阻式存儲單元，接著設(shè)定電壓差被施加于電阻式存儲單元，藉以恢復(fù)電阻窗口。電阻式存儲單元的電阻窗口被恢復(fù)，意味著電阻式存儲單元的耐久度可以被延長。