提供了一种方法，包括以下步骤：通过流向PCM单元的至少一个电流脉冲将所述PCM单元编程为具有相应确定单元状态，所述相应确定单元状态至少由相应确定电阻级别限定；通过相应位线脉冲和相应字线脉冲控制相应电流脉冲；以及根据所述PCM单元的实际电阻值和针对所述确定电阻级别限定的相应参考电阻值来控制所述相应位线脉冲和所述相应字线脉冲。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对至少一个多级相变存储器单元进行编程本专利技术涉及一种用于对至少一个多级相变存储器(PCM)进行编程的方法和器件。
技术介绍
相变存储器(PCM)是ー种非易失性固态存储器技术，其利用特定硫族化物在具有不同导电性的特定状态之间的可逆热辅助转换。PCM是ー种有前景、先进的新兴非易失性存储器技术，这主要是由于其卓越的特性，包括低延迟、高耐久性、长期保留性和高扩展性。PCM可以被视为闪存替代物、嵌入式/混合存储器和存储类存储器的主要候选者。PCM技术竞争力的关键要求 可以是多级单元功能(具体地说，对于低每位成本)和高速读/写操作(具体地说，对于高带宽)。多级功能(即每个PCM単元多个位)可以是ー种用于増加容量并从而降低成本的方法。多级PCM基于在最低(SET)和最高(RESET)电阻值之间存储多个电阻级别。多个电阻级别或级别对应于PCM単元的部分非晶和部分晶体相分布。相变(即，存储器编程)可以通过焦耳加热实现。在此方面，焦耳加热可以通过编程电流或电压脉冲控制。在PCM单元中存储多个电阻级别是ー项具有挑战性的任务。エ艺可变性以及単元内和单元间材料參数变化等问题可能导致获得的电阻级别偏离其预期值。解决此问题的ー种方法可以是求助于迭代编程方案，具体地说，使用多个写入-检验步骤，直到达到所需的电阻级别。通常，任何迭代方案都g在高效控制通过单元的编程电流以便收敛到所需的电阻级别。已经针对多级PCM和提出几种解决方案，在中，提供了一种施加具有逐渐增加的振幅的写入脉冲以接近目标电阻的编程方案。在中，描述了ー种以SET状态(即，以全晶模式)开始并施加熔化脉冲以逐渐非晶化PCM単元的方法。当使用诸如场效应晶体管(FET)之类的存取器件在单元阵列中选择PCM単元吋，通过正确调整字线(WL)电压或位线(BL)电压实现电流控制和迭代编程等。在当前存储器架构中，当涉及高带宽实施方式时，基于WL的编程并非优选的。另ー方面，基于BL的编程的主要缺点是用于全标度(full scale)编程的电流窗ロ(以及等同地，对应的电压窗ロ)强烈依赖于阈值电压势垒(barrier)，尤其是从高到低电阻状态编程吋。在存在単元可变性的情况下，常规基于WL的编程和基于BL的编程需要多次迭代以便对处于多种状态的単元进行编程。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面的一个实施例，提供了一种用于对至少一个多级相变存储器(PCM)単元进行编程的方法。所述PCM単元可由第一端子(具体地说，连接到位线)和第ニ端子(具体地说，连接到字线)控制。所述方法包括以下步骤-通过流向所述PCM単元的至少ー个电流脉冲将所述PCM単元编程为具有相应确定单元状态，所述相应确定单元状态至少由相应确定电阻级别限定，-通过施加于所述第一端子的相应第一脉冲和施加于所述第二端子的相应第二脉冲来控制相应电流脉冲，以及-根据所述PCM単元的实际电阻值和针对所述确定电阻级别限定的相应參考电阻值来控制所述相应第一脉冲和所述相应第二脉冲。具体地说，使用迭代编程方案对所述至少ー个多级PCM単元进行编程。所述迭代编程方案可以使用多个写入-检验步骤对所述PCM単元的相应确定电阻级别进行编程。所述第一脉冲可以是位线脉沖。可以在位线处施加所述位线脉冲。此外，所述第ニ脉冲可以是字线脉冲。可以在字线处施加所述字线脉冲。所述PCM単元的所述确定単元状态还可以被表示为至少由所述PCM単元的相应确定电阻级别限定的目标单元状态，还被表示为所述PCM単元的目标电阻级别。根据第二方面的一个实施例，本专利技术涉及包括一种程序代码的计算机程序，当所述程序代码在计算机上运行时，将执行所述用于对至少一个多级相变存储器(PCM)单元进行编程的方法。 根据本专利技术的第三方面的一个实施例，建议了ー种用于对至少一个多级相变存储器(PCM)単元进行编程的器件，所述PCM単元可由第一端子(具体地说，连接到位线)和第二端子(具体地说，连接到字线)控制。所述器件包括控制部件，其用于根据所述PCM単元的实际电阻值和针对所述PCM単元的确定电阻级别限定的參考电阻值来控制施加于所述第一端子的第一脉冲和施加于所述第二端子的第二脉冲，所述第一脉冲和所述第二脉冲适于控制流向所述PCM単元的至少ー个电流脉冲以便将所述PCM単元编程为具有相应确定単元状态，所述相应确定单元状态至少由所述相应确定电阻级别限定。相应PCM单元的编程后的电阻级别取决于施加的第一脉冲(例如,位线脉冲)和施加的第二脉冲(例如，字线脉冲)。因此，由所述字线脉冲和所述位线脉冲提供的空间可以确定用于对所述PCM单元进行编程的编程表面(programming surface)。如果用于控制通过所述PCM单元的相变元件的电流的存取器件或存取实体是FET，则所述字线脉冲可以是栅极电压(VG)并且所述位线脉冲可以是漏极电压(VD)。于是，所述编程表面可以是VG-VD空间。因为本专利技术的各实施例可以提供对所述位线脉冲和所述字线脉冲的优化控制以便对所述多级PCM単元进行编程，所以本专利技术的各实施例可以提供对所述编程表面的优化控制。当应用迭代编程方案时，根据本专利技术的各实施例提供的对所述编程表面的优化控制导致最低数量的必需迭代以便对所述多级PCM単元进行编程。因此，如果对相应确定电阻级别进行编程，则本专利技术的各实施例可以提供快速收敛。此外，本专利技术的各实施例可以提供增强的编程电压/电流分辨率。当所述存取器件的阈值电压较高时，此方面可具有高度重要性。此外，此方面可以为定点实施方式提供益处。此外，可以提供对噪音和単元可变性的更好控制。此外，组合式字线-位线编程可以提供对显示非线性行为的编程模式(regime)进行线性化的能力。这可以提供快速收敛、增强的级别定位和更低的噪声敏感性。因为本专利技术的各实施例可以利用来自SET侧和RESET侧的编程，所以本方案可以用于双向编程。在此方面，可以使用部分非晶模式。在本专利技术的所述方法的一个实施例中，控制所述电流脉冲的步骤始于包括位线脉冲和字线脉冲的初始对，从根据多个PCM単元提供的平均编程曲线得出所述初始对。在进ー步的实施例中，所述字线脉冲是施加于存取实体的控制端子以便控制对所述PCM単元的存取的字线电压脉冲。此外，所述位线脉冲可以是施加于所述位线的位线电压或电流脉冲。所述PCM単元可以耦合在所述位线和所述存取实体之间。可以由所述实际电阻值和所述參考电阻值的差值控制所述字线电压脉冲和所述位线电压或电流脉沖。具体地说，所述存取实体可以是场效应晶体管(FET)。在此方面，所述字线电压脉冲可以是在所述FET的栅极处施加的栅极电压(VG)。此外，所述位线电压脉冲可以是在所述FET的漏极处施加的漏极电压(VD)。在进ー步的实施例中，所述方法包括以下步骤-将所述PCM単元的最低与最高电阻值之间的电阻窗ロ的至少一部分分成多个不同电阻范围，-分别将所述不同电阻范围与不同编程轨迹(trajectory)关联，所述不同编程轨迹分别由不同字线脉冲来限定， -将相应确定电阻级别映射到所述不同电阻范围之一，所映射的不同电阻范围具有关联的编程轨迹，以及-应用迭代编程以便使用位线脉冲及其与所述相应确定电阻级别所映射到的电阻范围关联的编程轨迹来获得所述相应确定电阻级别。此外，在FET作为用于存取所述PCM単元的存取实体的情况下，上述内容可以被本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·S·埃莱夫特里乌，A·潘塔兹，N·帕潘德罗，C·波兹蒂斯，A·塞巴斯蒂安，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：
国别省市：
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