电阻式存储器装置及其编程方法制造方法及图纸

提供一种电阻式存储器装置及其编程方法。在一些示例实施例中，编程脉冲被施加到电阻式存储器单元，并且多个后脉冲在从编程脉冲的施加完成时的时间点起的弛豫时间之后的时间点被施加到电阻式存储器单元，所述多个后脉冲具有顺序增大的电压电平。电阻式存储器装置的编程速度和/或性能可以通过使用具有顺序增大的电压电平的所述多个后脉冲加速电阻式存储器单元的电阻漂移来得以提高。

【技术实现步骤摘要】
电阻式存储器装置及其编程方法本申请要求于2018年12月31日在韩国知识产权局(KIPO)提交的第10-2018-0173853号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开通过引用全部包含于此。
一些示例实施例总体上涉及半导体集成电路，更具体地，电阻式存储器装置和/或电阻式存储器装置的编程方法。
技术介绍
用于存储数据的半导体存储器装置可以分为易失性存储器装置和非易失性存储器装置。诸如动态随机存取存储器(DRAM)装置的易失性存储器装置通常被构造为通过对存储器单元中的电容器充电或放电来存储数据，并且在电源关断时丢失所存储的数据。诸如闪存装置的非易失性存储器装置即使电源关断也可以保持存储的数据。根据存储器装置的高存储容量、高操作速度和低功耗的需求，已经开发了各种类型的电阻式存储器，以试图在单个存储器装置中结合DRAM装置的高集成度和高速度以及闪存装置的非易失性。电阻式存储器装置中使用的材料具有根据施加的电压和/或电流的大小和/或方向而变化的电阻。此外，即使施加的电压和/或电流被去除，也可以保持材料的电阻(即，非易失性)，因此可以不需要刷新操作。然而，已编程的电阻式存储器单元的电阻可能随时间漂移或变动，这会劣化电阻式存储器装置的性能。
技术实现思路
一些示例实施例可以提供能够提高电阻式存储器装置的操作速度的电阻式存储器装置的编程方法。根据示例实施例，电阻式存储器装置的编程方法包括：向电阻式存储器单元施加编程脉冲；以及在从编程脉冲的施加完成时的时间点起的弛豫时间之后的时间点向电阻式存储器单元施加多个后脉冲，所述多个后脉冲具有顺序增大的电压电平。根据示例实施例，电阻式存储器装置的编程方法包括：将复位编程脉冲施加到包括相变材料的电阻式存储器单元；在从复位编程脉冲的施加完成时的时间点起的弛豫时间之后的时间点向电阻式存储器单元施加具有第一电压电平的第一后脉冲；以及在施加第一后脉冲之后，将具有比第一电压电平高的第二电压电平的第二后脉冲施加到电阻式存储器单元。根据示例实施例，电阻式存储器装置包括：存储器单元阵列，包括多个电阻式存储器单元；以及脉冲发生器，被配置为产生编程脉冲和多个后脉冲，所述多个后脉冲具有顺序增大的电压电平。电阻式存储器装置将编程脉冲施加到所述多个电阻式存储器单元中的所选的电阻式存储器单元，以及在从编程脉冲的施加完成时的时间点起的弛豫时间之后的时间点将所述多个后脉冲施加到所选择的电阻式存储器单元。根据示例实施例的电阻式存储器装置和编程方法可以例如通过使用具有顺序增大的电压电平的多个后脉冲来加速电阻式存储器单元的电阻漂移，来提高电阻式存储器装置的编程速度和性能。附图说明根据结合附图的以下详细描述，将更清楚地理解本公开的示例实施例。图1是示出根据一些示例实施例的电阻式存储器装置的编程方法的流程图。图2是示出根据一些示例实施例的电阻式存储器装置的编程方法的时序图。图3是示出根据一些示例实施例的电阻式存储器装置的框图。图4是示出包括在图3的电阻式存储器装置中的电阻式单元阵列的示例实施例的图。图5和图6是示出包括在图4的电阻式单元阵列中的电阻式存储器单元的示例实施例的图。图7是示出包括在图3的电阻式存储器装置中的电阻式单元阵列的示例实施例的图。图8和图9是示出包括在图7的电阻式单元阵列中的电阻式存储器单元的示例实施例的图。图10是示出电阻式存储器单元的电流与电压之间的关系的图。图11是示出电阻式存储器单元随时间的电阻漂移的图。图12和图13是用于描述电阻式存储器单元的电阻漂移的图。图14和图15是示出施加到电阻式存储器单元的后脉冲的电压电平与电阻式存储器单元的阈值电压之间的关系的图。图16至图20是示出根据一些示例实施例的适用于使用电阻式存储器装置的编程方法的多个后脉冲的示例实施例的图。图21是示出根据一些示例实施例的电阻式存储器装置的增量步进脉冲编程(ISPP)方法的图。图22和图23是根据一些示例实施例的基于操作温度的电阻式存储器装置的编程方法的图。图24和图25是根据一些示例实施例的基于编程循环数的电阻式存储器装置的编程方法的图。图26和图27是根据一些示例实施例的电阻式存储器装置的多级单元的编程方法的图。图28是示出施加到电阻式存储器单元的后脉冲的脉冲宽度与电阻式存储器单元的阈值电压之间的关系的图。图29是示出根据一些示例实施例的包括存储器装置的移动系统的框图。具体实施方式在下文中，将参照附图更全面地描述各种示例实施例，在附图中示出了一些示例实施例。在附图中，同样的标记始终表示同样的元件。可以从其他附图的描述省略对一个附图的某些方面的描述。图1是示出根据示例实施例的电阻式存储器装置的编程方法的流程图，图2是示出根据示例实施例的电阻式存储器装置的编程方法的时序图。在图2中，横轴表示时间，纵轴表示对电阻式存储器单元施加的偏置电压VBS。参照图1和图2，编程脉冲PWR施加到电阻式存储器单元(S100)，并且在从编程脉冲PWR的施加完成时的时间点起的弛豫时间(relaxationtime)tRX之后的时间点，具有顺序增大的电压电平VPP1、VPP2和VPP3的多个后脉冲PP1、PP2和PP3施加到电阻式存储器单元(S200)。为了便于说明和描述，图2示出了包括三个后脉冲PP1、PP2和PP3的后脉冲信号SPP，但是示例实施例不限于此。根据示例实施例，后脉冲信号SPP可以包括两个、四个或更多个后脉冲。在一些示例实施例中，如将在例如图13中所示，电阻式存储器装置的编程可以使得表示设置状态的电阻范围与表示复位状态的电阻范围清楚，由此电阻范围之间的间隙(“读取裕度”MGRD)可以使得能够确定电阻式存储器装置的状态。此外，如例如图14中所示，每个状态的电阻范围因编程期间的电阻漂移而产生，并且实现电阻漂移需要的持续时间可以用作对电阻式存储器装置的进行编程的持续时间的基础。此外，如例如图15中所示，可以选择具有影响电阻漂移率而也不超过电压限制VLIM的电压电平的脉冲；相应地，电压限制VLIM可以在每个后脉冲之后增大。一些示例实施例可以包括在编程脉冲之后，向电阻式存储器单元施加多个后脉冲，其中，多个后脉冲具有顺序增大的电压电平，这可以加速电阻漂移(不超过电压限制VLIM)并且可以由此减少了如这里所给出的对电阻式存储器装置进行编程的持续时间。如下面将参照图4至图9所述，对电阻式存储器单元施加偏置电压VBS的一些示例可以不同地实现。在一些示例实施例中，具有顺序增大的电压电平VPP1、VPP2和VPP3的多个后脉冲PP1、PP2和PP3可以通过顺序地增大或顺序地减小施加到与电阻式存储器单元的一端连接的位线的电压以及/或者通过位线和/或电阻式存储器单元的电流来实现。在一些示例实施例中，具有顺序增大的电压电平VPP1、VPP2和VPP3的多个后脉冲PP1、PP2和PP3可以通过顺序地增大或顺序地减小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电阻式存储器装置的编程方法，所述编程方法包括：/n向电阻式存储器单元施加编程脉冲；以及/n在从编程脉冲的施加完成时的时间点起的弛豫时间之后的时间点，向电阻式存储器单元施加多个后脉冲，所述多个后脉冲具有顺序增大的电压电平。/n

【技术特征摘要】
20181231 KR 10-2018-01738531.一种电阻式存储器装置的编程方法，所述编程方法包括：
向电阻式存储器单元施加编程脉冲；以及
在从编程脉冲的施加完成时的时间点起的弛豫时间之后的时间点，向电阻式存储器单元施加多个后脉冲，所述多个后脉冲具有顺序增大的电压电平。


2.根据权利要求1所述的编程方法，其中，施加所述多个后脉冲的步骤包括：通过保持所述电压电平之间的电压差来增大所述多个后脉冲的电压电平。


3.根据权利要求1所述的编程方法，其中，施加所述多个后脉冲的步骤包括：将所述多个后脉冲的脉冲宽度保持为相等。


4.根据权利要求1所述的编程方法，其中，施加所述多个后脉冲的步骤包括：
通过将所述电压电平之间的电压差保持为相等来增大所述多个后脉冲的电压电平，以及
保持所述多个后脉冲的脉冲宽度相等。


5.根据权利要求1所述的编程方法，其中，施加所述多个后脉冲的步骤包括：通过顺序减小所述电压电平之间的电压差来增大所述多个后脉冲的电压电平。


6.根据权利要求1所述的编程方法，其中，施加所述多个后脉冲的步骤包括：顺序地增大所述多个后脉冲的脉冲宽度。


7.根据权利要求1所述的编程方法，其中，施加所述多个后脉冲的步骤包括：
通过顺序减小所述电压电平之间的电压差来增大所述多个后脉冲的电压电平，以及
顺序增大所述多个后脉冲的脉冲宽度。


8.根据权利要求1所述的编程方法，
其中，施加编程脉冲的步骤包括：施加多个编程循环中的后续编程循环的编程脉冲，所述后续编程循环的编程脉冲具有比所述多个编程循环中的在前编程循环的对应编程脉冲高的电压电平，以及
其中，施加所述多个后脉冲的步骤包括：施加所述多个编程循环中的后续编程循环的后脉冲，所述后续编程循环的后脉冲具有比所述多个编程循环中的在前编程循环中的对应后脉冲高的电压电平。


9.根据权利要求1所述的编程方法，其中，施加所述多个后脉冲的步骤包括：随着电阻式存储器装置的操作温度升高，增大所述多个后脉冲的电压电平。


10.根据权利要求1所述的编程方法，其中，施加所述多个后脉冲的步骤包括：随着电阻式存储器装置的编程循环数增加，减小所述多个后脉冲的电压电平。


11.根据权利要求1所述的编程方法，其中，施加编程脉冲的步骤包括：
向第一电阻式存储器单元施加具有第一编程电压电平的第一编程脉冲，以编程第一电阻式存储器单元的第一复位状态，以及
向第二电阻式存储器单元施加具有比第一编程电压电平高的第二编程电压电平的第二编...

【专利技术属性】
技术研发人员：曺溶成，金武星，白承柔，白钟民，郑凤吉，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR