消除阈值电压漂移的存储器单元编程制造技术

本公开包含用于消除阈值电压漂移的存储器单元编程的设备、方法和系统。实施例包含具有多个存储器单元的存储器以及电路系统，所述电路系统经配置以通过以下方式将所述多个存储器单元中的存储器单元编程到两个可能的数据状态中的一者：将第一电压脉冲施加于所述存储器单元，其中所述第一电压脉冲具有第一极性和第一量值；以及将第二电压脉冲施加于所述存储器单元，其中所述第二电压脉冲具有与所述第一极性相反的第二极性和可大于所述第一量值的第二量值。的第二量值。的第二量值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】消除阈值电压漂移的存储器单元编程


[0001]本公开大体上涉及半导体存储器和方法，且更具体地说，涉及消除阈值电压漂移的存储器单元编程。

技术介绍

[0002]存储器装置通常作为内部半导体集成电路和/或外部可移除装置提供于计算机或其它电子装置中。存在许多不同类型的存储器，包含易失性和非易失性存储器。易失性存储器可能需要电力来维持其数据，且可包含随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)和同步动态随机存取存储器(SDRAM)等。非易失性存储器可通过在未被供电时保持所存储数据来提供永久性数据，且可包含NAND快闪存储器、NOR快闪存储器、只读存储器(ROM)，和电阻可变存储器，例如相变随机存取存储器(PCRAM)、电阻性随机存取存储器(RRAM)、磁性随机存取存储器(MRAM)和可编程导电性存储器等。
[0003]存储器装置可作为易失性和非易失性存储器用于需要高存储器密度、高可靠性和低功耗的广泛范围的电子应用。非易失性存储器可用于例如个人计算机、便携式记忆棒、固态硬盘(SSD)、数码相机、蜂窝电话、例如MP3播放器的便携式音乐播放器和影片播放器以及其它电子装置中。
[0004]电阻可变存储器装置可包含电阻可变存储器单元，其可基于存储元件(例如，具有可变电阻的存储器元件)的电阻状态存储数据。由此，电阻可变存储器单元可经编程以通过改变存储器元件的电阻电平来存储对应于目标数据状态的数据。电阻可变存储器单元可通过将电场或能量源(例如，正或负电脉冲(例如，正或负电压或电流脉冲))施加到单元(例如，到单元的存储器元件)达特定持续时间而编程到目标数据状态(例如，对应于特定电阻状态)。可通过感测响应于所施加的问询电压而通过单元的电流或感测响应于所施加的问询电流而通过单元的电压来确定电阻可变存储器单元的状态。基于所述单元的电阻电平而变化的所感测电流或电压可指示所述单元的状态。
[0005]各种存储器阵列可组织成交叉点架构，其中存储器单元(例如，电阻可变单元)位于用于存取所述单元的第一信号线和第二信号线的相交点(例如，字线与位线的相交点)处。一些电阻可变存储器单元可包括与存储元件(例如，相变材料、金属氧化物材料和/或可编程到不同电阻电平的某一其它材料)串联的选择元件(例如，二极管、晶体管或其它切换装置)。可称作自选存储器单元的一些电阻可变存储器单元可包括可充当存储器单元的选择元件和存储元件的单一材料。
附图说明
[0006]图1是根据本公开的实施例的存储器阵列的实例的三维视图。
[0007]图2A说明根据本公开的实施例的与存储器单元的存储器状态相关联的阈值电压分布。
[0008]图2B是根据本公开的实施例的对应于图2A的存储器状态的电流与电压曲线的实
例。
[0009]图2C是根据本公开的实施例的对应于图2A的另一存储器状态的电流与电压曲线的实例。
[0010]图3A说明根据本公开的实施例的施加于存储器单元的电压脉冲的实例和通过存储器单元的电流的实例。
[0011]图3B说明根据本公开的实施例的施加于存储器单元的电压脉冲的额外实例和通过所述单元的电流的额外实例。
[0012]图4是根据本公开的实施例的实例设备的框图图示。
具体实施方式
[0013]本公开包含用于消除阈值电压漂移的存储器单元编程的设备、方法和系统。实施例包含具有多个存储器单元的存储器以及电路系统，所述电路系统经配置以通过以下方式将所述多个存储器单元中的存储器单元编程到两个可能的数据状态中的一者：将第一电压脉冲施加于所述存储器单元，其中所述第一电压脉冲具有第一极性和第一量值；以及将第二电压脉冲施加于所述存储器单元，其中所述第二电压脉冲具有与所述第一极性相反的第二极性且具有可大于所述第一量值的第二量值。
[0014]与先前的存储器装置相比，本公开的实施例可提供例如密度增加、成本减小、性能增加、功耗减小和/或操作更快和/或更复杂等益处。举例来说，在已编程电阻可变存储器单元(例如，自选存储器单元)之后，单元的阈值电压可能随着时间推移漂移(例如，改变)到较高量值。在先前方法中，此阈值电压漂移可导致在后续编程操作期间需要更高量值电压脉冲将存储器单元编程到其目标数据状态，这继而可能增加存储器装置在编程操作期间使用的功率量。
[0015]然而，本公开的存储器单元编程实施例可通过在施加用于将存储器单元编程到其目标数据状态的电压脉冲之前将所述单元的阈值电压调整(例如，返回)到所述单元先前(例如，最初)被编程到的阈值电压来消除这种阈值电压漂移。在阈值电压漂移消除的情况下，接着用于将单元编程到其目标数据状态的电压脉冲的量值可比在先前方法中(例如，在阈值电压漂移未消除的情况下)用于对所述单元进行编程的电压脉冲的量值低(例如，低约0.6伏)。因此，本公开的存储器单元编程实施例可使用比先前编程方法少的功率。
[0016]此外，在电阻可变(例如，自选)存储器单元的编程期间，可通过将电压施加于(例如，选择)存储器单元在阵列中所位于的两个相交信号线(例如，相交字线和位线)来选择所述单元。然而，归因于先前编程方法中使用的较高量值电压脉冲，未编程但耦合到这两个信号线(例如，在其上)的其它(例如，未选)存储器单元可能在此电压施加于所述线时经历显著泄漏，这在先前编程方法期间可能导致这些单元被无意中(例如，错误地)选择。
[0017]为了防止在先前编程方法期间对未选存储器单元的此类错误选择，可在编程选定单元时将额外偏置电压(例如，C
‑
单元偏置电压)施加于阵列的其它(例如，未选)字线。然而，施加此额外偏置电压可能进一步增加在编程操作期间由存储器装置使用的功率量。此外，施加此额外偏置电压可涉及(例如，需要)对存储器单元执行骤回(snap back)检测(例如，以标识将需要施加此额外偏置电压的字线)，这可能再进一步增加编程操作期间由存储器装置使用的功率量，以及增加编程操作期间由存储器装置使用的电路系统的复杂性。
[0018]然而，因为本公开的存储器单元编程实施例可消除阈值电压漂移且因此使用比先前方法低的量值电压脉冲将选定存储器单元编程到其目标数据状态，所以在本公开的编程实施例期间可无需防止对未选存储器单元的错误选择。因此，在本公开的编程实施例期间，可无需将任何额外偏置电压施加于阵列的未选字线，且无需执行骤回检测(例如，无需骤回检测电路系统)。与先前方法相比，消除额外偏置电压和骤回检测可进一步减少由本公开的编程实施例使用的功率量，且与先前方法相比可减少由本公开的编程实施例使用的电路系统的复杂性。
[0019]如本文中所使用，“一”或“数个”可指某事物中的一或多个，且“多个”可指此类事物中的两个或更多个。举例来说，存储器装置可指一或多个存储器装置，且多个存储器装置可指两个或更多个存储器装置。另外，如本文中尤其相对于图中的附图标记所使用，指定符“N”和“M”指示如此指定的数个特定特征可包含在本公开的数个实施例中。
[0020]本文中的图遵循编号惯例，其中前一或多个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，其包括：存储器，其具有多个存储器单元；以及电路系统，其经配置以通过以下方式将所述多个存储器单元中的存储器单元编程到两个可能的数据状态中的一者：将第一电压脉冲施加于所述存储器单元，其中所述第一电压脉冲具有第一极性和第一量值；以及将第二电压脉冲施加于所述存储器单元，其中所述第二电压脉冲具有与所述第一极性相反的第二极性和第二量值。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一极性与所述存储器单元被编程到的所述两个可能的数据状态中的所述一者的极性方向相反。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个存储器单元中的每一者是其中单一材料充当选择元件和存储元件的自选存储器单元。4.根据权利要求3所述的设备，其中所述单一材料是硫族化物材料。5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中所述电路系统经配置以将所述存储器单元编程到所述两个可能的数据状态中的所述一者而无需确定所述存储器单元是否响应于所述第一施加的电压脉冲或所述第二施加的电压脉冲而骤回。6.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中：所述存储器包含耦合到所述多个存储器单元的多个存取线；被编程的所述存储器单元耦合到所述多个存取线中的一者；且所述电路系统经配置以在不将电压施加于被编程的所述存储器单元未耦合到的所述多个存取线的情况下将所述存储器单元编程到所述两个可能的数据状态中的所述一者。7.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中所述电路系统经配置以通过在将所述第一电压脉冲施加于所述存储器单元之后且在将所述第二电压脉冲施加于所述存储器单元之前关断到所述存储器单元的电流而将所述存储器单元编程到所述两个可能的数据状态中的所述一者。8.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中所述第二量值大于所述第一量值。9.一种操作存储器的方法，其包括：通过以下方式将存储器单元编程到两个可能的数据状态中的一者：将第一电压脉冲施加于所述存储器单元，其中所述第一电压脉冲具有第一极性和第一量值；以及将第二电压脉冲施加于所述存储器单元，其中：所述第二电压脉冲具有与所述第一极性相反的第二极性，且为所述存储器单元被编程到的所述两个可能的数据状态中的所述一者的极性方向；且所述第二电压脉冲具有第二量值。10.根据权利要求9所述的方法，其中将所述第一电压脉冲施加于所述存储器单元将所述存储器单元的阈值电压调整到所述存储器单元先前被编程到的阈值电压。11.根据权利要求9至10中任一项所述的方法，其中所述方法包含通过在将所述第二电压脉冲施加于所述存储器单元时将电流脉冲施加于所述存储器单元而将所述存储器单元编程到所述两个可能的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：