用以编程存储器单元的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术揭示的标的物涉及存储器装置，且更特定来说涉及编程存储器单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术揭示的标的物涉及存储器装置，且更特定来说涉及编程存储器单元。【专利说明】

技术介绍
领域:本文揭示的标的物涉及存储器装置，且更特定来说涉及编程存储器单元。信息:一种类型的所关注存储器包含(例如)可变电阻存储器，例如电阻随机存取存储器或相变存储器(PCM)。形成存储器单元的PCM材料(本文称为相变材料)的状态可通过施加热来影响。然而，编程(例如，写入到)PCM单元通常可通过电参数(例如，电流)的调制来影响。举例来说，如果将电流施加到电阻材料，那么电流的增加可升高温度且电流的减小可降低温度。
技术实现思路
【专利附图】【附图说明】将参看以下图式描述非限制性且非详尽实施方案，除非另外规定，否则贯穿各图相同参考标号表不相同部分。图1是说明施加到PCM单元的电阻加热器的配置的实施例的示意图。图2是说明能够在电压模式中或电流模式中操作的控制器的实施例的框图。图3是更详细说明图2的实施例的电路图。图4和5是说明用以检测信号电平的电路的实施例的电路图。【具体实施方式】贯穿本说明书对“一个实施方案、“一实施方案”或“某些实施方案”的参考意味着结合所描述实施方案而描述的特定特征、结构或特性可包含在所主张标的物的至少一个实施方案中。因此，贯穿本说明书各处的短语“在一个实例实施方案中、“在一实例实施方案中”或“在某些实例实施方案中”的出现不一定全部指代相同实施方案。此外，特定特征、结构或特性可在一个或一个以上实施方案中组合。一种类型的所关注存储器包含(例如)可变电阻存储器，例如电阻随机存取存储器或相变存储器(PCM)。预期包含手机、个人数字助理、平板计算机、膝上型计算机或其任何组合以及其它通信或计算装置的多种消费者装置可利用多种类型的存储器，包含可变电阻存储器的这些实例。在PCM中，形成存储器单元的相变材料的状态可通过施加热来影响。通常，存储器的PCM单元具有主导晶体状态或主导非晶体状态，但多状态存储器也可使用PCM材料来实施。单元的状态可至少部分通过在施加热之后使单元冷却的过程来控制。举例来说，如果单元展现出主导晶体状态，那么其可被解译为存储一个二进制状态，例如二进制“I”；如果单元展现出主导非晶体状态，那么单元可被解译为存储另一二进制状态，例如二进制“O”。在下文中应理解，对晶体或非晶体状态的参考分别包含主导晶体或主导非晶体状态。晶体状态可源自相对缓慢的冷却过程，且非晶体状态可源自相对迅速的冷却过程，如更详细阐释。因此，为将PCM单元编程到非晶体状态，单元的温度可在相对短时间周期内从足以熔化单元材料的相对高温减小到足以使单元材料凝固的相对低温，但无显著结晶。相比之下，通常，为将PCM单元编程到晶体状态，单元的温度可在一时间周期内保持在以上两个温度之间从而准许材料在其凝固时有时间结晶。在编程PCM单元的过程中，通常可通过电参数(例如，电流或电压)的调制来影响温度。可例如采用例如图1所示的电阻加热器配置。同样，可采用自加热型配置，比如例如在2008年12月30日申请的2010年I月I日公开的萨乌兰斯基(Savransky)等人的第20100163817号美国专利公开案中说明；然而，应注意，这仅是自加热型配置的一个实例。许多其它实例当然是可能的且希望包含在所主张的标的物范围内。调制电参数来影响温度可最终具有挑战性。电流或电压的调制可如预期调制温度；然而，PCM材料的温度改变可能会调制电阻，这较不典型或预期的。同样，随着给定单元的温度的电阻改变可能难以事先准确地预测。图1是说明施加到PCM单元的电阻加热器的配置的实施例的示意图。如所说明，硫族化物层(例如，表示为120)夹在顶部电极110与底部电极140之间。电阻加热器130从底部电极140延伸且物理上接触层120。注射到层120与加热器130的接合处中的电流经由焦耳加热而引发相变材料中的相变(表示为125)。如先前描述，为改变PCM单元的存储器状态，可将单元加热到相对高温使得单元可进入熔化阶段。电流可在单元中流动，从而加热并熔化PCM材料。硫族化物包括可采用的PCM材料的实例，但所主张的标的物的范围当然在此方面不受限制。在熔化阶段之后，再次(上文描述)，温度可减小以将单元编程到存储器状态。如果温度相对缓慢减小，那么可存储晶体状态。然而，如果温度相对迅速减小，那么可存储非晶体状态。非晶体状态中的单元通常展现出相对高的电阻，而晶体状态中的单元通常展现出相对低的电阻。如上文指示，相变材料的电阻例如通常至少部分取决于材料本身的温度。因此，关于采用电阻加热的情况下的功率消耗的以下关系可适用:功率=R(温度).I2=V2 / R(温度) 因此，预测在将PCM单元编程到例如晶体状态的过程中要采用的适当或合意的电参数可能具有挑战性。更特定来说且如先前指示，可能需要准许温度随时间相对缓慢下降。再次，如先前指示，这通常允许有足够的时间发生结晶，例如通过分子之间的键形成。然而，因为材料电阻可至少部分依据温度而变化，所以可能难以预测对电参数的适当调整以准许这以给定单元所需要的方式发生。如以上关系论证，对于给定水平的功率消耗，电流(平方)与电阻成正比，而电压(平方)与电阻成反比。因此，在可能难以事先预测特定单元的电阻可如何变化的情形中，可采用此观察来较好地实现快速显著温度下降的发生率的减小。举例来说，如果在给定单元的熔点附近，电阻增加，那么缓慢减小的电流可至少部分使增加的电阻偏移。相反，如果在给定单元的熔点附近，电阻减小，那么减小的电压可至少部分使减小的电阻偏移。因此，能够依据(例如)特定单元在电流模式或电压模式中操作的技术或装置可提供用以编程PCM单元的合意的机制。作为实施方案的一个实例，图2是说明能够在电压模式中或电流模式中操作的控制器的实施例的框图。应注意，在至少一个实施例中，可例如由用户编程控制器的操作模式。举例来说，在至少一个实施例中，用户可能够针对给定单元起初采用电压操作模式还是电流操作模式进行编程。因此，针对至少一个实施例，可通过施加电流信号或通过施加电压信号来编程PCM单元或PCM阵列，如下文更详细描述。同样，可编程其它方面，例如要采用的特定信号电平或特定信号轮廓。当然，这些仅是包含在所主张的标的物的范围内的实施方案的实例。然而，不希望或预期所主张的标的物一定限于特定实例实施方案。在高电平下，图2的控制器210能够施加信号(例如，到位线)(例如)以编程可能处于其熔化阶段的单元。举例来说，在至少一个特定实施例中，例如门220和230等开关可实现编程单元的两种方法。同样，在至少一个实施例中，电压参考240和电流参考250可提供电压或电流偏置信号值电平以执行可选择的特定方法。举例来说，PCM单元阵列可采用其中系统解码器可允许单元电连接到门220或电连接到门230的结构。在图2中，举例来说，门260可由微控制器270驱动，微控制器270可例如实现解码且准许到PCM单元(例如，280)的电连接，使得可视需要施加电压信号或电流信号。同样，微控制器270还可驱动控制器210。因此，为编程二进制“1”，举例来说，控制器210可在电压模式中或电流模式中操作，使得可以实现所要编程的方式经由门260施加适当电信号。举例来说，可采用例如控制器等装置来以使一个或一个以上P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：翁贝托·迪温琴佐，卡洛·利西，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：
国别省市：