电阻式存储器装置的写入方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电阻式存储器装置的写入方法。此方法接收逻辑数据，并选择对应的选择存储单元。接着，判断逻辑数据的逻辑电平。当逻辑数据为第一逻辑电平时，在写入期间，先提供重置脉冲至选择存储单元，再提供小于参考写入电流且脉冲宽度为类矩脉冲宽度的设定脉冲至选择存储单元。当逻辑数据为第二逻辑电平时，在写入期间，先提供重置脉冲至选择存储单元，再提供大于参考写入电流且脉冲宽度为类矩脉冲宽度的设定脉冲至选择存储单元。在高温环境下，可避免对应低电阻状态与高电阻状态的读取电流范围互相重叠，从而造成读取数据时对于逻辑电平的误判。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种数据写入方法，且特别是有关于一种电阻式存储器装置的写入方法。
技术介绍
非易失性存储器具有存入的数据在断电后也不会消失的优点，因此是许多电子产品维持正常操作所必备的存储元件。目前，电阻式随机存取存储器(resistiverandomaccessmemory，RRAM)是业界积极发展的一种非易失性存储器，其具有写入操作电压低、写入抹除时间短、记忆时间长、非破坏性读取、多状态存储、结构简单以及所需面积小等优点，在未来个人电脑和电子设备上极具应用潜力。一般来说，电阻式存储器可根据所施加的脉冲电压大小及极性来改变丝状导电路径(filamentpath)的宽度。借此将电阻值可逆且非挥发地设定为低电阻状态(lowresistancestate，LRS)或高电阻状态(highresistancestate，HRS)，以分别表示不同逻辑电平的储存数据。举例来说，在写入数据逻辑1时，可通过施加重置脉冲(RESETpulse)来窄化丝状导电路径的宽度以形成高电阻状态。在写入数据逻辑0时，可通过施加极性相反的设定脉冲(SETpulse)来增加丝状导电路径的宽度以形成低电阻状态。借此，在读取数据时，可依据不同电阻状态下产生的不同大小范围的读取电流，来读取逻辑1或逻辑0的数据。然而，可变电阻元件中的丝状导电路径却可能受到高温环境的影响而不稳定，导致其数据保存力(dataretention)受到考验。具体来说，低电阻状态可能会因高温环境而增加电阻值，高电阻状态可能会因高温环境而减少电阻值。在此情况下，对应两种电阻状态的读取电流的大小范围有重叠的可能，导致在读取数据时，不同逻辑电平的储存数据可能产生相同大小的读取电流，从而无法正确地读取储存数据。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种电阻式存储器装置的写入方法，可对于不同逻辑电平的数据使用极性相同而大小不同或脉冲宽度不同的设定脉冲来进行写入操作，以避免高温环境下读取电流的大小范围发生重叠的现象。本专利技术的电阻式存储器装置的写入方法接收逻辑数据，并选择对应的选择存储单元。接着，判断逻辑数据的逻辑电平。当逻辑数据为第一逻辑电平时，在写入期间，先提供重置脉冲至选择存储单元，再提供小于参考写入电流且脉冲宽度为类矩脉冲宽度的设定脉冲至选择存储单元。当逻辑数据为第二逻辑电平时，在写入期间，先提供重置脉冲至选择存储单元，再提供大于参考写入电流且脉冲宽度为类矩脉冲宽度的设定脉冲至选择存储单元。本专利技术的电阻式存储器装置的写入方法接收逻辑数据，并选择对应的选择存储单元。接着，判断逻辑数据的逻辑电平。当逻辑数据为第一逻辑电平时，在写入期间，先提供重置脉冲至选择存储单元，再提供大于参考写入电流且脉冲宽度为窄峰脉冲宽度的设定脉冲至选择存储单元。当逻辑数据为第二逻辑电平时，在写入期间，先提供重置脉冲至选择存储单元，再提供大于参考写入电流且脉冲宽度为类矩脉冲宽度的设定脉冲至选择存储单元。基于上述，本专利技术的电阻式存储器装置的写入方法，当接收到不同逻辑电平的数据时，皆以极性相同而大小不同或脉冲宽度不同的设定脉冲来进行数据写入操作。并且，在读取数据时通过特定读取电流范围的设定正确地读取储存数据。借此，在高温环境下，可避免对应低电阻状态与高电阻状态的读取电流范围互相重叠，从而造成读取数据时对于逻辑电平的误判。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图做详细说明如下。附图说明图1是依照本专利技术一实施例所示出的温度升高前后读取电流的关系图。图2是依照本专利技术一实施例所示出的电阻式存储器装置的示意图。图3是依照本专利技术一实施例所示出的电阻式存储器装置的写入方法的流程图。图4是依照本专利技术一实施例所示出的电阻式存储器装置的写入方法的流程图。附图标记说明：200：电阻式存储器装置；210：电阻式存储单元阵列；212：电阻式存储单元；214：选择存储单元；220：电流侦测单元；230：控制单元；BL：位元线；D：间隔；DATA：逻辑数据；Iaft、Ibef、IR1、IR2、RI3：读取电流；IREF、IREF1、IREF2：参考电流；L1、L2：虚线；PRESET：重置脉冲；PSET1、PSET2、PSET3：设定脉冲；SL：源极线；S302～S312、S502～S512：电阻式存储器装置的写入方法的各步骤。具体实施方式图1是依照本专利技术一实施例所示出的温度升高前后读取电流的关系图。请参照图1，其中图1的横轴为温度升高前(常温下)在读取数据时电阻式存储器所产生的读取电流Ibef(单位为毫安培)，纵轴为温度升高后(例如达到摄氏260度)在读取数据时电阻式存储器所产生的读取电流Iaft(单位为毫安培)。图1中的圆形、三角形及方形的标示点分别表示经由重置脉冲或设定脉冲写入数据后温度升高前后读取电流Ibef与Iaft的对应关系。其中，圆形标示点用以表示施加重置脉冲时的读取电流。三角形以及方形标示点用以分别表示施加不同大小的设定脉冲时的读取电流。请参照图1，传统上，电阻式存储器可通过施加重置脉冲来形成高电阻状态以例如储存逻辑1的数据。并且可通过施加极性相反的设定脉冲来形成低电阻状态以例如储存逻辑0的数据。因此在读取数据时，即可通过对应不同电阻状态的读取电流来分辨其电阻状态，以正确地读取逻辑1或逻辑0的数据。但是，在高温环境下丝状导电路径会受到温度的影响，导致用以读取数据的读取电流发生变动。如图1所示，标示点的分布不会完全维持在表示温度上升前后的读取电流Ibef与Iaft相等的虚线L1。由图1可以明显看出，在虚线L2上同样的读取电流Iaft会同时对应到低电阻状态(圆形标示点)以及高电阻状态(三角形标示点)的读取电流Ibef，导致无法通过读取电流正确分辨其电阻状态，造成读取储存数据的误差。然而，观察图1可以发现，对于施加大小不同的设定脉冲的三角形以及方形标示点，分布范围有明显的差异。其中，作为读取电流Ibef小于参考电流IREF1(例如20微安培)的三角形标示点的分布范围会由虚线L1往左下分布。作为读取电流Ibef大于参考电流IREF2(例如25微安培)的方形标示点的分布范围却会由虚线L1往右上分布。因此可以推断出在高温环境下对应三角形以及方形标示点所表示的上述两者状态的读取电流Iaft之间可具有明显的间隔D，不会有重叠的现象。据此，本专利技术实施例所提出的电阻式存储器装置及其写入方法，即是利用图1所述的分布特性(设定脉冲的读取电流即使在高温环境下也在特定读取电流范围内具有不会重叠的特性)，提出对应高温环境下的数据写入方法。以下将说明如何实现本专利技术实施例所提出的电阻式存储器装置的写入方法。图2是依照本专利技术一实施例所示出的电阻式存储器装置的示意图。请参照图2，电阻式存储器装置200包括电阻式存储单元阵列210、电流侦测单元220以及控制单元230。电阻式存储单元阵列210包括多数个电阻式存储单元212。电阻式存储单元阵列210通过多条位元线BL耦接至电流侦测单元220，以及通过多数条源极线SL耦接至控制单元230。每个电阻式存储单元212可以包括开关元件，例如金氧半导场效晶体管或双极性接面晶体管，以及可变电阻元件，且每个电阻式存储单元212可以提供单一个位元的储存数据。电流侦测单元220可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电阻式存储器装置的写入方法，其特征在于，包括：接收一逻辑数据，并选择对应的一选择存储单元；判断该逻辑数据的逻辑电平；当该逻辑数据为一第一逻辑电平时，在一写入期间，先提供一重置脉冲至该选择存储单元，再提供小于一参考写入电流且脉冲宽度为一类矩脉冲宽度的一设定脉冲至该选择存储单元；以及当该逻辑数据为一第二逻辑电平时，在该写入期间，先提供该重置脉冲至该选择存储单元，再提供大于该参考写入电流且脉冲宽度为该类矩脉冲宽度的一设定脉冲至该选择存储单元。

【技术特征摘要】
1.一种电阻式存储器装置的写入方法，其特征在于，包括：接收一逻辑数据，并选择对应的一选择存储单元；判断该逻辑数据的逻辑电平；当该逻辑数据为一第一逻辑电平时，在一写入期间，先提供一重置脉冲至该选择存储单元，再提供小于一参考写入电流且脉冲宽度为一类矩脉冲宽度的一设定脉冲至该选择存储单元；以及当该逻辑数据为一第二逻辑电平时，在该写入期间，先提供该重置脉冲至该选择存储单元，再提供大于该参考写入电流且脉冲宽度为该类矩脉冲宽度的一设定脉冲至该选择存储单元。2.根据权利要求1所述的电阻式存储器装置的写入方法，其特征在于，该选择存储单元包括一可变电阻元件，且在接收该逻辑数据的步骤之前，还包括：调整该可变电阻元件的电阻值为零，并施加一读取电压至该选择存储单元而产生该参考写入电流。3.根据权利要求1所述的电阻式存储器装置的写入方法，其特征在于，在提供小于该参考写入电流且脉冲宽度为该类矩脉冲宽度的该设定脉冲至该选择存储单元之后，还包括：施加一读取电压至该选择存储单元，并且判断所产生的一测试电流是否小于一参考电流；以及当该测试电流未小于该参考电流，重新提供该重置脉冲至该选择存储单元，再提供小于该参考写入电流且脉冲宽度为该类矩脉冲宽度的该设定脉冲至该选择存储单元。4.根据权利要求1所述的电阻式存储器装置的写入方法，其特征在于，在提供大于该参考写入电流且脉冲宽度为该类矩脉冲宽度的该设定脉冲至该选择存储单元之后，还包括：施加一读取电压至该选择存储单元，并且判断所产生的一测试电流是否大于一参考电流；以及当该测试电流未大于该参考电流，重新提供该重置脉冲至该选择存储单元，再提供大于该参考写入电流且脉冲宽度为该类矩脉冲宽度的该设定脉冲
\t至该选择存储单元。5.根据权利要求1所述的电阻式存储器装置的写入方法，其特征在于，该参考写入电流为100微安培，该类矩脉冲宽度为100纳秒。6.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈达，林孟弘，
申请(专利权)人：华邦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71