电阻式存储器元件的操作方法技术

本发明专利技术提供一种电阻式存储器元件的操作方法，包括：对电阻式存储器元件执行加热步骤；在加热步骤之后，对电阻式存储器元件执行设定及重置循环操作，以增加电阻式存储器元件的读取边界；以及判断电阻式存储器元件是否通过读取边界验证。

Operating methods of resistive memory elements

The invention provides an operation method of a resistive memory element, which includes: performing a heating step on the resistive memory element; performing a setting and resetting cycle operation on the resistive memory element after the heating step to increase the reading boundary of the resistive memory element; and judging whether the resistive memory element is verified by the reading boundary.

【技术实现步骤摘要】
电阻式存储器元件的操作方法
本专利技术涉及一种存储器元件的操作方法，尤其涉及一种电阻式存储器元件的操作方法。
技术介绍
近年来电阻式存储器(诸如电阻式随机存取存储器(ResistiveRandomAccessMemory，RRAM))的发展极为快速，是目前最受瞩目的未来存储器的结构。由于电阻式存储器具备低功耗、高速运作、高密度以及相容于互补式金属氧化物半导体制程技术的潜在优势，因此非常适合作为下一世代的非易失性存储器元件。现行的电阻式存储器通常包括相对配置的上电极与下电极以及位于上电极与下电极之间的介电层。在现行的电阻式存储器可反复地在高低电阻状态间切换以存储数据前，首先需进行通道形成(forming)的程序。形成的程序包括对电阻式存储器施加一偏压，例如正偏压，使电流从上电极流至下电极，使得介电层中产生氧空缺(oxygenvacancy)和氧离子(oxygenion)而形成电流路径，使电阻式存储器自高阻态(highresistancestate，HRS)变为低阻态(lowresistancestate，LRS)，以形成导电灯丝(filament)。通常，在所形成的灯丝中，邻近上电极处的部分的直径会小于邻近下电极处的部分的直径。之后，可对电阻式存储器进行重置(reset)或设定(set)，使电阻式存储器分别切换为高阻态与低阻态，以完成数据的存储。此外，当对现行的电阻式存储器进行重置时，包括对电阻式存储器施加与设定时极性相反的反向偏压，使电流从下电极流至上电极。此时，邻近上电极处的氧空缺与部份氧离子结合而中断电流路径，使得灯丝在邻近上电极处断开。当对现行的电阻式存储器进行设定时，包括可对电阻式存储器施加与灯丝成形的程序时极性相同的偏压，使电流从上电极流至下电极。此时，邻近上电极处的氧离子脱离，重新形成氧空缺，使得灯丝在邻近上电极处重新形成。然而，在现有技术中，若电阻式存储器经过加热步骤通常会降低其读取边界，从而造成无法正确判断电阻式存储器的逻辑状态。因此，如何增加电阻式存储器的读取边界为目前的重要课题之一。
技术实现思路
本专利技术提供一种电阻式存储器元件的操作方法，可增加电阻式存储器元件的读取边界。本专利技术的电阻式存储器元件的操作方法包括：对电阻式存储器元件执行加热步骤；对电阻式存储器元件执行设定及重置循环操作，以增加电阻式存储器元件的读取边界；以及判断电阻式存储器元件是否通过读取边界验证。设定及重置循环操作在加热步骤之后执行。在一实施例中，在对电阻式存储器元件执行设定及重置循环操作的步骤之后，所述电阻式存储器元件的操作方法还包括：若电阻式存储器元件通过读取边界验证，结束设定及重置循环操作；以及若电阻式存储器元件不通过读取边界验证，重复对电阻式存储器元件执行设定及重置循环操作的步骤直到电阻式存储器元件通过读取边界验证，或者直到一预设次数。在一实施例中，上述的电阻式存储器元件的操作方法还包括对电阻式存储器元件执行形成程序以及初始重置程序。形成程序包括加热步骤。设定及重置循环操作在形成程序以及初始重置程序结束之后执行。在一实施例中，上述的电阻式存储器元件的操作方法还包括安装电阻式存储器元件于电路板上。安装步骤包括加热步骤。设定及重置循环操作用以程序化及抹除电阻式存储器元件。本专利技术的电阻式存储器元件的操作方法包括：对电阻式存储器元件执行刷新操作；依据电阻式存储器元件是否经过加热步骤，来决定是否对电阻式存储器元件执行程序化及抹除循环操作，以增加电阻式存储器元件的读取边界；以及判断电阻式存储器元件是否通过读取边界验证。程序化及抹除循环操作在刷新操作之后执行。在一实施例中，上述的电阻式存储器元件的操作方法还包括：判断电阻式存储器元件是否经过加热步骤；若电阻式存储器元件经过加热步骤，在刷新操作之后，对电阻式存储器元件执行程序化及抹除循环操作；以及若电阻式存储器元件没有经过加热步骤，结束电阻式存储器元件的操作方法。在一实施例中，上述的电阻式存储器元件包括第一晶胞阵列以及第二晶胞阵列。所述电阻式存储器元件的操作方法还包括对第一晶胞阵列施加弱设定电压，以使第一晶胞阵列的多个存储器晶胞从第一电阻状态转变为第二电阻状态。弱设定电压的电压值小于正常设定电压的电压值。判断电阻式存储器元件是否经过加热步骤的步骤包括：判断第一晶胞阵列中的存储器晶胞从第二电阻状态转变为第一电阻状态的数量是否大于临界值；若存储器晶胞从第二电阻状态转变为第一电阻状态的数量大于临界值，判断电阻式存储器元件经过加热步骤；以及若存储器晶胞从第二电阻状态转变为第一电阻状态的数量小于或等于临界值，判断电阻式存储器元件没有经过加热步骤。在一实施例中，在对电阻式存储器元件执行程序化及抹除循环操作的步骤之后，所述电阻式存储器元件的操作方法还包括：若电阻式存储器元件通过读取边界验证，结束程序化及抹除循环操作；以及若电阻式存储器元件不通过读取边界验证，重复对电阻式存储器元件执行程序化及抹除循环操作的步骤直到电阻式存储器元件通过读取边界验证，或者直到一预设次数。在一实施例中，上述的电阻式存储器元件的操作方法还包括对电阻式存储器元件执行上电操作。判断电阻式存储器元件是否经过加热步骤的步骤在上电操作结束之后执行。在一实施例中，刷新操作在上电操作结束之后执行。基于上述，在本专利技术的操作方法中，在电阻式存储器元件经过加热步骤之后，包括设定及重置循环操作或者程序化及抹除循环操作步骤，以增加电阻式存储器元件的读取边界。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，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1显示本专利技术一实施例的存储器存储装置的概要示意图；图2显示本专利技术一实施例的存储器晶胞中的灯丝经形成程序、重置操作及设定操作的概要示意图；图3显示本专利技术一实施例的电阻式存储器元件的操作方法；图4显示本专利技术另一实施例的电阻式存储器元件的操作方法；图5显示本专利技术另一实施例的电阻式存储器元件的操作方法；图6显示本专利技术另一实施例的电阻式存储器元件的操作方法；图7显示本专利技术一实施例的判断电阻式存储器元件是否经过加热步骤的方法流程图。附图标记说明：100：存储器存储装置110：存储器控制电路120：电阻式存储器元件122：存储器晶胞210：上电极212：氧离子220：下电极222：氧原子230：介电层232：氧空缺V1：形成电压V2：重置电压V3：设定电压HRS：高阻态LRS：低阻态S100、S110、S120、S200、S210、S220、S300、S310、S400、S410、S412、S414、S416、S420、S430、S440、S450：方法步骤具体实施方式以下提出多个实施例来说明本专利技术，然而本专利技术不仅限于所例示的多个实施例。又实施例之间也允许有适当的结合。在本申请说明书全文(包括申请专利范围)中所使用的“耦接”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该第二装置，或者该第一装置可以通过其他装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。此外，“信号”一词可指至少一电流、电压、电荷、温度、数据、电磁波或任何其他一或多个信号。图1显示本专利技术一实施例的存储器存储装置的概要示意图。图2显示本专利技术一实施例的存储器晶胞中的灯丝经形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电阻式存储器元件的操作方法，其特征在于，包括：对所述电阻式存储器元件执行一加热步骤；对所述电阻式存储器元件执行一设定及重置循环操作，以增加所述电阻式存储器元件的一读取边界；以及判断所述电阻式存储器元件是否通过一读取边界验证，其中所述设定及重置循环操作在所述加热步骤之后执行。

【技术特征摘要】
1.一种电阻式存储器元件的操作方法，其特征在于，包括：对所述电阻式存储器元件执行一加热步骤；对所述电阻式存储器元件执行一设定及重置循环操作，以增加所述电阻式存储器元件的一读取边界；以及判断所述电阻式存储器元件是否通过一读取边界验证，其中所述设定及重置循环操作在所述加热步骤之后执行。2.根据权利要求1所述的电阻式存储器元件的操作方法，其特征在于，在对所述电阻式存储器元件执行所述设定及重置循环操作的步骤之后，所述电阻式存储器元件的操作方法还包括：若所述电阻式存储器元件通过所述读取边界验证，结束所述设定及重置循环操作；以及若所述电阻式存储器元件不通过所述读取边界验证，重复对所述电阻式存储器元件执行所述设定及重置循环操作的步骤直到所述电阻式存储器元件通过所述读取边界验证，或者直到一预设次数。3.根据权利要求1所述的电阻式存储器元件的操作方法，其特征在于，还包括：对所述电阻式存储器元件执行一形成程序以及一初始重置程序，其中所述形成程序包括所述加热步骤，并且所述设定及重置循环操作在所述形成程序以及所述初始重置程序结束之后执行。4.根据权利要求1所述的电阻式存储器元件的操作方法，其特征在于，还包括：安装所述电阻式存储器元件于一电路板上，其中所述安装步骤包括所述加热步骤，其中所述设定及重置循环操作用以程序化及抹除所述电阻式存储器元件。5.一种电阻式存储器元件的操作方法，其特征在于，包括：对所述电阻式存储器元件执行一刷新操作；依据所述电阻式存储器元件是否经过一加热步骤，来决定是否对所述电阻式存储器元件执行一程序化及抹除循环操作，以增加所述电阻式存储器元件的一读取边界；以及判断所述电阻式存储器元件是否通过一读取边界验证，其中所述程序化及抹除循环操作在所述刷新操作之后执行。6.根据权利要求5所述的电阻式存储器元件的操作方法，其特征在于，还包括：判断所述电阻式存储器元件是否经过所述加热步骤；若所述电阻式存储器元件经过所述加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：林立伟，蔡宗寰，林纪舜，林小峰，
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