电阻可变材料的初始化方法、包括电阻可变材料的存储器件及包含可变电阻器的非易失性存储电路的初始化方法技术

本发明专利技术的初始化方法，是电阻值根据被施加的电脉冲的极性而增加或减少的材料即可变电阻材料（２）的初始化方法。以第一电极的电位高于第二电极的电位的方式，在连接在所述可变电阻材料（２）上的所述第一及所述第二电极（１、３）之间，至少施加一次具有第一极性的电脉冲。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电阻值根据被施加的电脉冲的极性而变化的材料即电阻可变材料的初始化方法、使用电阻可变材料的存储器件及使用电阻值根据被施加的脉冲电压的极性而变化的可变电阻器的非易失性存储电路的初始化方法。
技术介绍
近年来，随着电子器件中的数字技术的发展，为了储存图像等数据，对增加固态存储器件的容量和加快数据传输速度的要求越来越高。为了满足这种要求，例如，固态存储器件，是通过使用电阻值根据被施加的电脉冲而变化的材料(例如，Pr1-xCaxMnO3(PCMO)、LaSrMnO3(LSMO)、GdBaCoxOy(GBCO)等)来构成，如在美国专利第6,473,332号公报中所公开。这些材料(在下文中，称为“可变电阻材料”)具有根据电脉冲的极性而增加或减少的电阻值。在使用了这种材料的非易失性存储器件中，根据电脉冲的极性而变化的电阻值，是为储存相互不同的值而被使用。如上所述，可变电阻材料具有电阻值根据被施加的电脉冲的极性而增加或减少的特性。然而，在形成可变电阻材料的膜时，下述事情是不一定的，该事情是在将特定极性的电脉冲施加给可变电阻材料膜时，该膜的电阻值是否以高再现性增加或减少特定量。因此，即使在电脉冲被施加的时候，也不能得到所希望的电阻状态。因此，难以将该材料用于存储器件中。此外，也需要提供使用可变电阻材料的存储器件的具体结构。近年来，随着电子器件中的数字技术的发展，为了储存图像等数据，对非易失性存储器件的要求越来越多。而且，对增加存储器件的容量、使写入功率减低、减少写入或读出时间、以及延长使用期限的要求越来越高。已经有闪速存储器现在被实际使用，其非易失性是通过利用下述结构而得到的，该结构是在半导体晶体管的栅极部分设置浮置栅极，再将电子注入该浮置栅极中。该闪速存储器，已经用作各种各样的数码相机和个人电脑中的外部存储器件。然而，该闪速存储器具有很多不便之处，即写入电压高、写入或擦除时间长、可重写期限早、容量的增加(器件的小型化)难等。因此，为了克服这种闪速存储器的不便，新非易失性存储器件的开发被在积极进行，如使用铁电体的半导体存储器(FeRAM铁电随机存取存储器)、使用TMR(穿隧磁阻)材料的半导体存储器(MRAM磁性随机存取存储器)、以及使用相变材料的半导体存储器(OUMOvonic统一存储器)等等。然而，这些存储器件也有不便之处，如FeRAM器件的小型化难、MRAM的写入电压高、OUM的可重写期限早等。现在，没有存储器件满足所有对非易失性存储器件的要求。此外，由休斯顿大学的研究人员们也开发了克服所述不便的新记录方法，该新记录方法是，使钙钛矿结构氧化物的电阻值根据脉冲电压而变化(美国专利第6,204,139号公报)的方法。然而，目前，该方法在存储器件的工作稳定性和产品合格率方面造成很大的问题。
技术实现思路
根据本专利技术，一种初始化方法被提供了，该初始化方法，是用来将电阻值根据被施加的电脉冲的极性而增加或减少的材料即可变电阻材料初始化的方法；以第一电极的电位高于第二电极的电位的方式，在连接在所述可变电阻材料上的所述第一及所述第二电极之间，至少施加一次具有第一极性的电脉冲。在所述初始化方法中，最好是这样的，将所述具有第一极性的电脉冲反复施加到所述第一及所述第二电极之间，直到所述可变电阻材料的电阻值的变化率变得小于规定值为止。最好是这样的，将所述具有第一极性的电脉冲反复施加到所述第一及所述第二电极之间，直到所述可变电阻材料的电阻值的变化率变得小于规定值为止，之后，以所述第一电极的电位低于所述第二电极的电位的方式，在连接在所述可变电阻材料上的所述第一及所述第二电极之间，至少施加一次具有第二极性的电脉冲。最好是这样的，将所述具有第二极性的电脉冲反复施加到所述第一及所述第二电极之间，直到所述可变电阻材料的电阻值的变化率变得小于规定值为止。根据本专利技术，一种存储器件被提供了，该存储器件，使用电阻值根据被施加的电脉冲的极性而增加或减少的材料即可变电阻材料；包括连接有第一及第二电极的可变电阻材料，和其一端连接在所述第一或所述第二电极上的固定电阻器；为了记录，而将电脉冲施加在所述第一及所述第二电极之间。在所述存储器件中，最好是这样的，根据在未连接在所述固定电阻器的一端的所述第一及所述第二电极中之一个电极、与所述固定电阻器的另一端之间施加规定电压时所得到的、所述第一及所述第二电极之间的电压，读出存储信息。在所述存储器件中，最好是这样的，根据在未连接在所述固定电阻器的一端的所述第一及所述第二电极中之一个电极、与所述固定电阻器的另一端之间施加规定电压时所得到的、所述固定电阻器的两端之间的电压，读出存储信息。在所述存储器件中，最好是这样的，所述可变电阻材料，通过所述初始化方法被事先初始化。对于电阻值根据电脉冲而变化的材料，至少施加一次用以初始化的、具有规定极性的电脉冲。其结果是，能通过对该已初始化的可变电阻材料施加具有与初始化电脉冲的极性一样的极性的电脉冲，减少该材料的电阻；能通过对该已初始化的可变电阻材料施加具有与初始化电脉冲的极性相反的极性的电脉冲，增加该材料的电阻。进行该初始化后，能通过选出与初始化电脉冲的极性一样或相反的极性，并且为了记录而施加具有该选出的极性的电脉冲，来使该可变电阻材料的电阻值变成所希望的值。在使用可变电阻材料的器件的情况下，该器件，以固定电阻部分串联连接在电阻部分上的方式包含由可变电阻材料构成的电阻部分、和电阻值不变化的固定电阻部分；用以记录的电脉冲被施加在所述可变电阻材料的两端之间；用以读出记录状态的电极被设置在该可变电阻器的两端。通过该结构，该器件就能作为存储器件起到作用。或者，该器件，以固定电阻部分串联连接在电阻部分上的方式包含由可变电阻材料构成的电阻部分、和电阻值不变化的固定电阻部分；用以记录的电脉冲被施加在所述可变电阻材料的两端之间；用以读出记录状态的电极被设置在该固定电阻器的两端。通过该结构，该器件就能作为存储器件起到作用。根据本专利技术，一种初始化方法被提供了，该方法，是用来将存储电路初始化的方法；所述存储电路包含串联连接在第一端与第二端之间的第一及第二可变电阻器；所述第一可变电阻器，连接在所述第一端与第三端之间，具有根据被施加在所述第一端与所述第三端之间的脉冲电压的极性而增加或减少的电阻值；所述第二可变电阻器，连接在所述第三端与所述第二端之间，具有根据被施加在所述第三端与所述第二端之间的脉冲电压的极性而增加或减少的电阻值；所述初始化方法，包括步骤(a)，在所述第一及所述第二可变电阻器还未受过脉冲电压的施加的初始状态下，在所述第一端与所述第三端之间至少施加一次具有第一极性的第一脉冲电压，在所述第三端与所述第二端之间至少施加一次具有第二极性的第二脉冲电压，和步骤(b)，在所述步骤(a)中的脉冲电压的施加后，对于所述第一端与所述第三端之间的部分、和所述第三端与所述第二端之间的部分中之任一个部分，至少施加一次具有与在步骤(a)中被施加的脉冲电压的极性相反的极性的第三脉冲电压。在所述初始化方法中，电阻值根据电脉冲而变化的两个可变电阻器被串联连接，极性一样或相反的脉冲电压被施加在这两个可变电阻器上，因而所述各可变电阻器的电阻值减少。之后，具有与前一种脉冲电压的极性相反的极性的脉冲电压，被施加在所述两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种初始化方法，用来将电阻值根据被施加的电脉冲的极性而增加或减少的材料即可变电阻材料初始化，其中：以第一电极的电位高于第二电极的电位的方式，在连接在所述可变电阻材料上的所述第一及所述第二电极之间，至少施加一次具有第一极性的电脉冲。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-12-18 421374/2003;JP 2003-12-26 435501/2001.一种初始化方法，用来将电阻值根据被施加的电脉冲的极性而增加或减少的材料即可变电阻材料初始化，其中以第一电极的电位高于第二电极的电位的方式，在连接在所述可变电阻材料上的所述第一及所述第二电极之间，至少施加一次具有第一极性的电脉冲。2.根据权利要求1所述的初始化方法，其中将所述具有第一极性的电脉冲反复施加到所述第一及所述第二电极之间，直到所述可变电阻材料的电阻值的变化率变得小于规定值为止。3.根据权利要求2所述的初始化方法，其中将所述具有第一极性的电脉冲反复施加到所述第一及所述第二电极之间，直到所述可变电阻材料的电阻值的变化率变得小于规定值为止，之后，以所述第一电极的电位低于所述第二电极的电位的方式，在连接在所述可变电阻材料上的所述第一及所述第二电极之间，至少施加一次具有第二极性的电脉冲。4.根据权利要求3所述的初始化方法，其中将所述具有第二极性的电脉冲反复施加到所述第一及所述第二电极之间，直到所述可变电阻材料的电阻值的变化率变得小于规定值为止。5.一种存储器件，使用电阻值根据被施加的电脉冲的极性而增加或减少的材料即可变电阻材料；包括可变电阻材料，连接有第一及第二电极，和固定电阻器，其一端连接在所述第一或所述第二电极上，其中为了记录，而将电脉冲施加在所述第一及所述第二电极之间。6.根据权利要求5所述的存储器件，其中根据在未连接在所述固定电阻器的一端的所述第一及所述第二电极中之一个电极、与所述固定电阻器的另一端之间施加规定电压时所得到的、所述第一及所述第二电极之间的电压，读出存储信息。7.根据权利要求5所述的存储器件，其中根据在未连接在所述固定电阻器的一端的所述第一及所述第二电极中之一个电...

【专利技术属性】
技术研发人员：村冈俊作，小佐野浩一，高桥健，下田代雅文，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]