操作包括可变电阻器件的半导体器件的方法技术

根据示例实施例，一种操作具有可变电阻器件的半导体器件的方法包括：向可变电阻器件施加第一电压以将该可变电阻器件的电阻值从第一电阻值改变为与第一电阻值不同的第二电阻值；感测流过被施加第一电压的可变电阻器件的第一电流；基于感测的第一电流的偏移确定用于将该可变电阻器件的电阻值从第二电阻值改变为第一电阻值的第二电压；以及向可变电阻器件施加确定的第二电压。

【技术实现步骤摘要】

一些示例实施例涉及操作半导体器件的方法，更具体地，涉及。
技术介绍
随着对具有较高的存储能力并消耗较少的功率的存储器件的需要增大，正在对不仅是非易失性的而且不需要被刷新的下一代存储器件进行研究。这样的下一代存储器件要求具有类似于动态随机存取存储器(DRAM)的高集成度特征、类似于闪速存储器的非易失性特征、类似于静态RAM (SRAM)的高速工作特性等等。近来，很多的注意已集中在下一代存储器件上，诸如相变RAM (PRAM)、纳米浮栅存储器(NFGM)、聚合体RAM (PoRAM)、磁RAM(MRAM)、铁电RAM (FeRAM)和电阻RAM (RRAM)0在这些下一代存储器件当中，RRAM基于在足够高的电压施加于不导电的材料时产生电流流过的路径因而降低电性电阻的现象。在这种情况下，一旦产生该路径，就可以通过向不导电的材料施加足够的电压来取消或重新产生该路径。
技术实现思路
一些示例实施例涉及一种，其改善了关断电流的偏移(dispersion)以便增强半导体器件的可靠性。根据示例实施例，一种，该方法包括第一操作，向该可变电阻器件施加第一电压以将该可变电阻器件的电阻值从第一电阻值改变为第二电阻值，该第二电阻值与第一电阻值不同；第二操作，感测流过被施加第一电压的可变电阻器件的第一电流；第三操作，确定第一电流是否落入与多电平数据的电平对应的测试范围之内；第四操作，当第一电流落入该测试范围之内时，基于感测的第一电流的偏移确定用于将该可变电阻器件的电阻值从第二电阻值改变为第一电阻值的第二电压；第五操作，向可变电阻器件施加第二电压；和第六操作，向被施加第二电压的可变电阻器件施加第一电压。第二电阻可以大于第一电阻。第一电阻可以是设置电阻，以及第二电阻可以是重置电阻。第二操作可以包括在感测流过被施加第一电压的可变电阻器件的第一电流之前施加读电压。该读电压可以具有小于第一电压的幅度的幅度。该第三操作可以包括，当第一电流大于测试范围时，再次执行第一至第三操作。该第三操作可以包括，当第一电流小于测试范围时，向该可变电阻器件施加第二电压以将该可变电阻器件从第二电阻值改变为第一电阻值以及再次依次执行第一至第三操作。该第四操作可以包括比较第一电流的偏移与第一电流的平均电平。该第四操作可以包括以下至少一者如果第一电流的感测的电平和第一电流的平均电平之间的差大于偏移范围，则改变第二电压；以及如果第一电流的感测的电平和第一电流的平均电平之间的差小于该偏移范围，则保持第二电压。该第四操作可以包括以下至少一者如果第一电流的感测的电平小于第一电流的平均电平，则将第二电压改变为大于第二电压的第三电压；以及如果第一电流的感测的电平大于第一电流的平均电平，则将第二电压改变为小于第二电压的第四电压。第二电压的改变可以包括改变第二电压的幅度和脉冲宽度的至少一个。该第四操作可以包括以下至少一者当第一电流的感测的电平和第一电流的平均电平之间的差大于偏移范围时，改变第二电压；以及当第一电流的感测的电平和第一电流的平均电平之间的差小于该偏移范围时，向控制器发送数据存储完成信号。该第四操作可以包括确定第二电压以使得第二电压的变化随着第一电流的偏移的增大而增大。·该方法还可以包括第七操作，感测流过被施加第一电压的可变电阻器件的第一电流。根据另一示例实施例，一种，该方法包括向可变电阻器件施加第一电压以将该可变电阻器件的电阻值从第一电阻值改变为第二电阻值，该第二电阻值与第一电阻值不同；感测流过被施加第一电压的可变电阻器件的第一电流；基于第一电流的偏移确定用于将该可变电阻器件从第二电阻值改变为第一电阻值的第二电压；向可变电阻器件施加第二电压；以及向被施加第二电压的可变电阻器件施加第一电压。该方法还可以包括确定第一电流是否落入与多电平数据的电平对应的测试范围之内。根据示例实施例，一种，该方法包括第一操作，向可变电阻器件施加第一电压，将该可变电阻器件的电阻值从第一电阻值改变为第二电阻值，第二电阻值不同于第一电阻值；第二操作，感测流经被施加第一电压的可变电阻器件的第一电流；第三操作，确定第一电流是否落入与多电平数据的电平对应的测试范围之内；第四操作，当第一电流大于测试范围时，重复第一至第三操作，当第一电流小于测试范围时，将可变电阻器件的电阻值改变为第一电阻值并重复第一至第三操作，而当第一电流落入测试范围之内时，基于感测的第一电流的偏移确定用于将可变电阻器件的电阻值从第二电阻值改变为第一电阻值的第二电压，向可变电阻器件施加第二电压，并向施加了第二电压的可变电阻器件施加第一电压。第二电阻值可以大于第一电阻值。第一电阻可以是设置电阻，而第二电阻可以是重置电阻。 可变电阻器件可以包括可变电阻材料层，可变电阻材料层包括钙钛矿材料和过渡金属氧化物之一。第二操作可以包括在感测流经被施加第一电压的可变电阻器件的第一电流之前向可变电阻器件施加读电压。读电压可以具有小于第一电压的幅度的幅度。可变电阻器件可以包括下电极、上电极、在下电极与上电极之间的可变电阻材料层。第一电压可以是用于将可变电阻器件改变为高电阻状态的重置电压。第二电压可以是用于将可变电阻器件改变为低电阻状态的设置电压。所述方法还可以包括第七操作，感测流经被施加第一电压的可变电阻器件的第一电流。根据示例实施例，可变电阻器件可以包括第一电极和第二电极、第一和第二电极之间的可变电阻材料层，及可操作地连接到可变电阻材料层的控制电路。该控制电路可以被配置为促成第一操作，在可变电阻器件的第一和第二电极之间施加第一电压，以将可变电阻器件的电阻值从第一电阻值改变为第二电阻值，第二电阻值不同于第一电阻值。该控制电路可以被配置为促成第二操作，感测流经被施加第一电压的可变电阻器件的第一电流。该控制电路可以被配置为促成第三操作，确定第一电流是否落入与多电平数据的电平对应的测试范围之内。该控制电路可以被配置为促成第四操作，当第一电流不落入测试范围之内时，重复第一至第三操作，而当第一电流落入测试范围之内时，基于感测的第一电流的偏移确定用于将可变电阻器件的电阻值从第二电阻值改变为第一电阻值的第二电压，在可变电阻器件的第一和第二电极之间施加第二电压，并向施加了第二电压的可变电阻器件施加第一电压。根据示例实施例，一种存储卡可以包括所述半导体器件和可操作地连接至所述半导体器件的控制器。根据示例实施例，一种电子系统可以包括所述半导体器件、处理器及可操作地将所述半导体器件连接至该处理器的总线。附图说明通过如附图中所示，对非限制性实施例的描述，示例实施例的上述和/或其它特征和优点将变得明显且更易理解，其中相似的参考符号指代不同视图中的相同部分。这些附图不是必须按比例呈现，而是重点在于示出示例实施例的原理。在附图中图I是根据示例实施例的可变电阻器件的示意性剖视图；图2是根据另一示例实施例的可变电阻器件的示意性剖视图；图3是示意地示出了根据示例实施例的可变电阻器件的电阻的分布的图；图4是显示根据示例实施例的施加于可变电阻器件的工作电压的图；图5是用于描述根据示例实施例的当图4的工作电压施加于可变电阻器件时可变电阻器件的操作的示意图；图6是用于描述根据示例实施例的当图5的工作电压施加于图I的可变电阻器件时流过其的电流量的变化的图；图7是显示根据另一个示例实施例的施加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作包括可变电阻器件的半导体器件的方法，该方法包括：第一操作，向可变电阻器件施加第一电压，以将该可变电阻器件的电阻值从第一电阻值改变为第二电阻值，第二电阻值与第一电阻值不同；第二操作，感测流过被施加第一电压的可变电阻器件的第一电流；第三操作，确定该第一电流是否落入与多电平数据的电平对应的测试范围之内；第四操作，当该第一电流落入该测试范围之内时，基于感测的第一电流的偏移确定用于将该可变电阻器件的电阻值从第二电阻值改变为第一电阻值的第二电压；第五操作，向该可变电阻器件施加该第二电压；以及第六操作，重复向被施加该第二电压的可变电阻器件施加该第一电压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：张晚，金英培，金昌桢，李明宰，朴晟准，许智贤，李东洙，李昌范，李承烈，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：