[發明專利]用于相變存儲器的多步電流曲線的技術

在審

• 申請號: 202011541443.3
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN113808641A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: H·P·拉奧;S·烏馬帕蒂;S·蘭格恩
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G11C13/00
• 分類號: G11C13/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉瑜

示例可以包括用于對包括在存儲器陣列中的選定存儲器單元實現置位寫入操作的技術。示例包括選擇包含相變材料的存儲器單元，并且在成核階段和晶體生長階段期間的各種時間段內施加各種電流，以使得存儲器單元處于置位邏輯狀態。

技術領域

本文描述的示例總體上涉及作為置位算法的一部分實現的用于相變存儲器的多步電流曲線的技術。

背景技術

存儲器資源在電子設備和其他計算環境中具有無數的應用。不斷驅動創建更小且更節能的存儲器設備以提供存儲器資源已經導致了與基于使用電子電荷進行數據存儲和訪問的傳統類型的存儲器設備有關的縮放問題。相變材料(PCM)基于某些化合物的如下性質：基于施加到PCM中包括的(多個)材料的熱量而呈現兩種或更多種狀態之一。在一些示例中，PCM包括硫族化合物材料，其可以表現出至少兩種狀態：結構化的結晶狀態和亂序的非晶狀態。這兩種狀態典型地取決于對硫族化合物材料施加熱量的特性。PCM提供了用于存儲器的潛在優勢，因為PCM是非易失性的，并且由于數據的存儲和訪問基于材料的結構/狀態而不是保持電子電荷而能夠潛在地縮放到相對小的存儲器單元。

附圖說明

圖1示出了示例第一系統。

圖2示出了示例第二系統。

圖3示出了示例第三系統。

圖4示出了示例表示。

圖5示出了示例第一電流曲線。

圖6示出了示例第二電流曲線。

圖7示出了裝置的示例框圖。

圖8示出了邏輯流程的示例。

圖9示出了存儲介質的示例。

圖10示出了示例計算平臺。

具體實施方式

歷史上，基于包括PCM的存儲器單元結構的存儲器中的訪問性能要比已建立的具有布置為保持電子電荷的存儲器單元結構的存儲器技術的訪問性能差。最近，讀取延遲已改進為可與這些其他已建立的存儲器技術相提并論，但寫入延遲仍不具有可比性。PCM中的寫入延遲最主要受置位算法的限制，該置位算法包括第一電流脈沖，用于使包括在存儲器單元中的PCM從復位或非晶狀態而結晶或置位。某些置位算法可以將固定斜變速率用于斜降方法(首先將材料加熱到非晶狀態，并且控制冷卻以嘗試改變為結晶狀態)或者斜升方法(受控地升高溫度以嘗試促進結晶)。這些用于置位算法的方法嘗試確保存儲器單元經受最佳的置位溫度以最小化置位延遲/持續時間，這進而典型地減少了寫入延遲。

在一些示例中，用于置位算法的斜升方法和斜降方法兩者在包括無約束的PCM的存儲器單元中表現得相當好，但是在包括完全非晶化的PCM的單元中無效。對于這些示例，無約束的PCM是指在復位狀態下未完全非晶化的PCM，因此可以包括晶核或結晶區域。因此，斜升/斜降置位算法方法可以僅包括晶體生長階段，以基于已經存在的晶核將(多個)非晶區域轉換為結晶狀態。然而，為了縮放具有降低的成本和功耗的基于PCM的存儲器，需要較小的存儲器單元尺寸。觀察到單元變得完全非晶化的程度與存儲器單元的PCM厚度和/或面積相關，將基于PCM的存儲器縮放到較小的幾何形狀導致可能無法通過斜升/斜降置位算法有效地置位的存儲器單元。因此，斜升/斜降置位算法可能要求受約束的存儲器單元來生長晶體，并且縮放到較小的幾何形狀減少這些較小的存儲器單元中包括的PCM內的晶核的數量或結晶面積的量，這增加了置位延遲/持續時間。當晶核不足或有足夠的結晶區域來促進后續晶體生長時，包含在這些較小存儲器單元中的PCM可能不會適當地轉變為結晶狀態。因此，斜升/斜降置位算法可能導致不可接受的長置位延遲/持續時間，從而不利地影響寫入延遲，和/或導致未高效地置位的存儲器單元。缺少有效的置位狀態可能會導致在這些較小的存儲器單元處維護或從其訪問的數據具有較高的誤碼率(BER)。