相变存储器最优脉冲操作条件的筛选方法技术

本发明专利技术提供一种相变存储器最优脉冲操作条件的筛选方法，包括基于待测相变存储器，设定待优化脉冲、各待优化脉冲对应的预设操作条件及影响因子；其中，各待优化脉冲对应的预设操作条件的个数相同；基于各预设操作条件生成N组测试数据，以分别对待测相变存储器进行RESET操作和SET操作，并获取各测试数据对应的RESET分布电阻及SET分布电阻；分别对RESET分布电阻和影响因子及SET分布电阻和影响因子进行回归分析，获取RESET响应模型及SET响应模型；基于RESET响应模型及SET响应模型对各待优化脉冲的操作条件进行预测，获取最优脉冲操作条件。通过本发明专利技术解决了传统“试错法”存在费时、筛选结果不准确的问题。

Screening method for optimal pulse condition of phase change memory

The invention provides a screening method for optimum pulse operation conditions of phase change memory, including setting the preset operation conditions and influencing factors of the pulse to be optimized and corresponding to each pulse to be optimized based on the phase change memory to be measured, wherein the number of preset operation conditions corresponding to each pulse to be optimized is the same, and the number of preset operation conditions corresponding to each preset operation bar is based on each preset operation bar. Components generate N sets of test data to perform RESET and SET operations respectively on the phase change memory under test, and obtain the RESET distribution resistance and SET distribution resistance corresponding to each test data; regression analysis of RESET distribution resistance and influence factor, SET distribution resistance and influence factor respectively, and obtain RESET response model and SET response mode. Based on RESET response model and SET response model, the operation conditions of each pulse to be optimized are predicted and the optimal operation conditions are obtained. The invention solves the problems of time-consuming and inaccurate screening results of the traditional trial and error method.

【技术实现步骤摘要】
相变存储器最优脉冲操作条件的筛选方法
本专利技术涉及微电子领域，特别是涉及一种相变存储器最优脉冲操作条件的筛选方法。
技术介绍
相变存储器的基本工作原理是以硫系化合物为基础的相变材料作为存储介质，在相变器件单元两端施加不同的脉冲，通过相变材料在非晶态与晶态之间转化来实现数据存储。相变材料在非晶态时表现为半导体特性，其阻值表现为高阻；在晶态时表现为半金属特性，其阻值为低阻。非晶态一般定义为“RESET”态，对应存储单元的逻辑值为“1”，相应的操作为RESET操作；晶态定义为“SET”态，对应存储单元的逻辑值为“0”，相应的操作为SET操作；其中，SET和RESET态之间的电阻差异可以达到2～3个数量级。相变存储器的脉冲操作条件包含四种：RESET脉冲高度、RESET脉冲宽度、SET脉冲高度和SET脉冲宽度，故相变存储单元在晶态和非晶态之间的相互转换必须在合适的脉冲操作条件下才能完成，每一脉冲操作条件作用之后得到的都是不同程度的RESET和SET状态。理想情况下，RESET态的电阻越大越好，SET态的电阻越小越好，以使两种状态更加容易区分，更加便于应用。在相变存储器的应用阶段，RESET态和SET态的最优脉冲操作条件决定了相变存储器芯片可以达到最好的使用性能。传统意义上的RESET态和SET态最优脉冲条件的筛选方法有很多，最常见的方法是“试错法”，如在研究RESET脉冲高度的最优操作条件时，通过固定RESET脉冲宽度、SET脉冲高度和SET脉冲宽度，只通过改变RESET脉冲高度实现查找哪个RESET脉冲高度能使非晶态阻值更高。可见，使用传统“试错法”进行最优脉冲操作条件的筛选时，不仅费时，而且还忽略了各脉冲操作条件之间的相互影响，从而影响筛选结果的准确性。鉴于此，有必要设计一种新的相变存储器最优脉冲操作条件的筛选方法用以解决上述技术问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种相变存储器最优脉冲操作条件的筛选方法，用于解决传统“试错法”存在费时、筛选结果不准确的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种相变存储器最优脉冲操作条件的筛选方法，所述筛选方法包括：基于待测相变存储器，设定待优化脉冲及各所述待优化脉冲对应的预设操作条件，并基于各所述待优化脉冲，设定影响因子；其中，各所述待优化脉冲对应的所述预设操作条件的个数相同；基于各所述待优化脉冲对应的所述预设操作条件，生成N组测试数据，以分别对所述待测相变存储器中的若干存储单元进行RESET操作和SET操作，并获取各所述测试数据对应的RESET分布电阻的电阻值及SET分布电阻的电阻值；其中，N为大于等于1的正整数；分别对RESET分布电阻和影响因子、及SET分布电阻和影响因子进行回归分析，获取RESET响应模型及SET响应模型；以及基于所述RESET响应模型及所述SET响应模型，对各所述待优化脉冲的操作条件进行预测，获取使所述待测相变存储器实现RESET操作及SET操作的最优脉冲操作条件。可选地，所述筛选方法基于JMP统计软件实现。可选地，所述待优化脉冲包括RESET电流脉冲高度、RESET电流脉冲宽度、SET电流脉冲高度及SET电流脉冲宽度。可选地，所述影响因子包括：RESET电流脉冲高度、RESET电流脉冲宽度、SET电流脉冲高度、SET电流脉冲宽度、RESET电流脉冲高度*RESET电流脉冲高度、RESET电流脉冲宽度*RESET电流脉冲宽度、SET电流脉冲高度*SET电流脉冲高度、SET电流脉冲宽度*SET电流脉冲宽度、RESET电流脉冲高度*RESET电流脉冲宽度、RESET电流脉冲高度*SET电流脉冲高度、RESET电流脉冲高度*SET电流脉冲宽度、RESET电流脉冲宽度*SET电流脉冲高度、RESET电流脉冲宽度*SET电流脉冲宽度及SET电流脉冲高度*SET电流脉冲宽度。可选地，所述RESET分布电阻为均值电阻或中值电阻，所述SET分布电阻为均值电阻或中值电阻。可选地，所述RESET分布电阻和所述SET分布电阻均为中值电阻。可选地，对所述待测相变存储器进行RESET操作和SET操作之前，还包括：通过调节测试数据的组数N，对各所述待优化脉冲的预测方差进行优化的步骤；其中，组数N与各所述待优化脉冲的预测方差负相关。可选地，获取RESET响应模型及SET响应模型的方法包括：分别通过最小二乘法对RESET分布电阻和影响因子、及SET分布电阻和影响因子进行回归分析，以获取RESET响应模型及SET响应模型。可选地，获取RESET响应模型及SET响应模型后，还包括：通过假设检测法分别对RESET响应模型及SET响应模型中的影响因子进行显著性水平分析，以对RESET响应模型及SET响应模型进行优化。如上所述，本专利技术的相变存储器最优脉冲操作条件的筛选方法，具有以下有益效果：本专利技术所述筛选方法通过增加影响因子，以将各脉冲操作条件的相互影响引入至RESET响应模型及SET响应模型中，大大提高了最优脉冲操作条件筛选结果准确性的同时，更节省了筛选时间。本专利技术所述筛选方法还通过对RESET响应模型及SET响应模型中的影响因子进行显著性水平分析，以对RESET响应模型及SET响应模型进行优化，从而简化RESET响应模型及SET响应模型。附图说明图1显示为本专利技术所述筛选方法的流程图。图2显示为本实施例4M相变存储器的RESET电流脉冲示意图。图3显示为本实施例4M相变存储器的SET电流脉冲示意图。图4显示为本实施例4M相变存储器的待优化脉冲及各待优化脉冲的预设操作条件示意图。图5显示为本实施例4M相变存储器的影响因子示意图。图6显示为本实施例4M相变存储器在N组测试数据下的测试结果示意图。图7显示为本实施例4M相变存储器RESET响应模型中相关影响因子的显著性水平分析示意图。图8显示为本实施例4M相变存储器SET响应模型中相关影响因子的显著性水平分析示意图。图9显示为本实施例4M相变存储器的最优脉冲操作条件的预测图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1至图9。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图1所示，本实施例提供一种相变存储器最优脉冲操作条件的筛选方法，所述筛选方法包括：基于待测相变存储器，设定待优化脉冲及各所述待优化脉冲对应的预设操作条件，并基于各所述待优化脉冲，设定影响因子；其中，各所述待优化脉冲对应的所述预设操作条件的个数相同；基于各所述待优化脉冲对应的所述预设操作条件，生成N组测试数据，以分别对所述待测相变存储器中的若干存储单元进行RESET操作和SET操作，并获取各所述测试数据对应的RESET分布电阻的电阻值及SET分布电阻的电阻值；其中，N为大于等于1的正整数；分别对RESE本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相变存储器最优脉冲操作条件的筛选方法，其特征在于，所述筛选方法包括：基于待测相变存储器，设定待优化脉冲及各所述待优化脉冲对应的预设操作条件，并基于各所述待优化脉冲，设定影响因子；其中，各所述待优化脉冲对应的所述预设操作条件的个数相同；基于各所述待优化脉冲对应的所述预设操作条件，生成N组测试数据，以分别对所述待测相变存储器中的若干存储单元进行RESET操作和SET操作，并获取各所述测试数据对应的RESET分布电阻的电阻值及SET分布电阻的电阻值；其中，N为大于等于1的正整数；分别对RESET分布电阻和影响因子、及SET分布电阻和影响因子进行回归分析，获取RESET响应模型及SET响应模型；以及基于所述RESET响应模型及所述SET响应模型，对各所述待优化脉冲的操作条件进行预测，获取使所述待测相变存储器实现RESET操作及SET操作的最优脉冲操作条件。

【技术特征摘要】
1.一种相变存储器最优脉冲操作条件的筛选方法，其特征在于，所述筛选方法包括：基于待测相变存储器，设定待优化脉冲及各所述待优化脉冲对应的预设操作条件，并基于各所述待优化脉冲，设定影响因子；其中，各所述待优化脉冲对应的所述预设操作条件的个数相同；基于各所述待优化脉冲对应的所述预设操作条件，生成N组测试数据，以分别对所述待测相变存储器中的若干存储单元进行RESET操作和SET操作，并获取各所述测试数据对应的RESET分布电阻的电阻值及SET分布电阻的电阻值；其中，N为大于等于1的正整数；分别对RESET分布电阻和影响因子、及SET分布电阻和影响因子进行回归分析，获取RESET响应模型及SET响应模型；以及基于所述RESET响应模型及所述SET响应模型，对各所述待优化脉冲的操作条件进行预测，获取使所述待测相变存储器实现RESET操作及SET操作的最优脉冲操作条件。2.根据权利要求1所述的相变存储器最优脉冲操作条件的筛选方法，其特征在于，所述筛选方法基于JMP统计软件实现。3.根据权利要求1所述的相变存储器最优脉冲操作条件的筛选方法，其特征在于，所述待优化脉冲包括RESET电流脉冲高度、RESET电流脉冲宽度、SET电流脉冲高度及SET电流脉冲宽度。4.根据权利要求3所述的相变存储器最优脉冲操作条件的筛选方法，其特征在于，所述影响因子包括：RESET电流脉冲高度、RESET电流脉冲宽度、SET电流脉冲高度、SET电流脉冲宽度、RESET电流脉冲高度*RESET电流脉冲高度、RESET电流脉冲宽度*RESET电流脉冲宽度、SET电流脉冲高度*SET电流脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫帅，蔡道林，薛媛，宋志棠，陈一峰，卢瑶瑶，吴磊，刘源广，李阳，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31