相變化存儲器的寫入方法及讀取方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種相變化存儲器的寫入方法及讀取方法。相變化存儲器具有多個(gè)存儲單元。寫入方法包括以下步驟。施加至少一加壓脈沖以老化此些存儲單元的至少其中之一。施加一起始脈沖至相變化存儲器的所有的存儲單元，以提高各個(gè)存儲單元的阻抗。施加一偵測脈沖至相變化存儲器的所有的存儲單元以降低各個(gè)存儲單元的阻抗，并偵測各個(gè)存儲單元的阻抗變化速度，其中已老化的部份存儲單元的阻抗變化速度大于未老化的部份存儲單元的阻抗變化速度。施加一設(shè)定脈沖于已老化的部份存儲單元。施加一復(fù)位脈沖于未老化的部份存儲單元。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)是有關(guān)于一種存儲器的寫入方法及讀取方法，且特別是有關(guān)于一種相變化存儲器的寫入方法及讀取方法。
技術(shù)介紹
隨著科技的發(fā)展，各種存儲器不斷推陳出新。舉例來說，閃存(flash memory)、磁性存儲器(magnetic core memory)或相變化存儲器(phase change memories，PCM)均廣泛使用于電子裝置中。相變化存儲器是一種非易失性隨機(jī)存取存儲器。相變化存儲器的材料例如是一氮化鈦(TiN)、鍺/銻/碲合金(Ge2Sb2Te5，GST)或鍺/銻/碲合金(GeTe-Sb2Te3)。相變化存儲器的材料可以被轉(zhuǎn)換于一結(jié)晶狀態(tài)(crystalline state)或一非結(jié)晶狀態(tài)(amorphous state)，以儲存數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是有關(guān)于一種相變化存儲器的寫入方法及讀取方法。根據(jù)本專利技術(shù)的一實(shí)施例，提出一種相變化存儲器(phase change memory，PCM)的寫入方法(writing method)。相變化存儲器具有多個(gè)存儲單元。寫入方法包括以下步驟。施加至少一加壓脈沖(stress plus)以老化(aging)此些存儲單元的至少其中之一。被老化(aged)的此些存儲單元的至少其中之一是被寫為狀態(tài)「1」，而未被老化的此些存儲單元的其余部份是被定義為狀態(tài)「0」。焊接相變化存儲器于一基板上。施加一起始脈沖(starting pulse)至相變化存儲器的所有的存儲單元，以提高各個(gè)存儲單元的阻抗。施加一偵測脈沖(detection pulse)至相變化存儲器的所有的存儲單元以降低各個(gè)存儲單元的阻抗，并偵測各個(gè)存儲單元的阻抗變化速度。已老化(aged)的部份存儲單元具有的一阻抗變化速度大于未老化的部份存儲單元具有的一阻抗變化速度，已老化的部份存儲單元位于狀態(tài)「1」，未老化的部份存儲單元
位于狀態(tài)「0」。施加一設(shè)定脈沖(set pulse)于已老化的部份存儲單元。施加一復(fù)位脈沖(reset pulse)于未老化的部份存儲單元。根據(jù)本專利技術(shù)的另一實(shí)施例，提出一種相變化存儲器(phase change memory，PCM)的讀取方法。相變化存儲器具有多個(gè)存儲單元。讀取方法包括以下步驟。施加一起始脈沖(starting pulse)至相變化存儲器的所有的存儲單元，以提高各個(gè)存儲單元的阻抗。施加一偵測脈沖(detection pulse)至相變化存儲器的所有的存儲單元以降低各該存儲單元的阻抗，并偵測各個(gè)存儲單元的阻抗。若此些存儲單元的其中之一的阻抗下降至低于一預(yù)定值，則判斷為低阻態(tài)并具有低于預(yù)定值的阻抗的存儲單元被讀取為位于已老化狀態(tài)，且位于狀態(tài)「1」。若此些存儲單元的其中之一的阻抗下降至等于或高于一預(yù)定值，則判斷為高阻態(tài)并具有等于或高于預(yù)定值的阻抗的存儲單元被讀取為位于未老化狀態(tài)，且位于狀態(tài)「0」。為了對本專利技術(shù)的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下：附圖說明圖1繪示一相變化存儲器(phase change memory，PCM)的寫入方法的流程圖。圖2繪示高溫工藝之前的未老化的存儲單元的阻抗曲線及已老化的存儲單元的阻抗曲線。圖3繪示在高溫工藝之后的未老化的存儲單元的阻抗曲線及已老化的存儲單元的阻抗曲線。圖4A繪示比較例的在高溫工藝之前和之后的存儲單元的阻抗曲線。圖4B繪示實(shí)施例的在高溫工藝之后的已老化的存儲單元的阻抗曲線。圖4C繪示實(shí)施例的在高溫工藝之后的未老化的存儲單元的阻抗曲線。I-1、II-1、III-3、III-5：未老化的存儲單元的阻抗曲線I-2、II-2、III-4、III-6：已老化的存儲單元的阻抗曲線S100、S101、S200、S201、S201、S203、S204、S205、S300、S301、S302、S900：流程步驟具體實(shí)施方式以下是提出一實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，實(shí)施例僅用以作為范例說明，并不會限縮本專利技術(shù)欲保護(hù)的范圍。此外，實(shí)施例中的圖式是省略不必要的元件，以清楚顯示本專利技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)。圖1繪示一相變化存儲器(phase change memory，PCM)的寫入方法的流程圖。相變化存儲器的寫入方法包括一預(yù)編數(shù)據(jù)寫入程序(pre-coded data writing procedure)S100、一預(yù)編數(shù)據(jù)讀取程序(pre-coded data reading procedure)S200及一用戶數(shù)據(jù)寫入程序(user data writing procedure)S300。預(yù)編數(shù)據(jù)寫入程序S100用以寫入一預(yù)編數(shù)據(jù)(pre-coded data)至相變化存儲器。預(yù)編數(shù)據(jù)可以保存于攝氏300度以上的環(huán)境，而不會在高溫工藝中遺失，例如是焊接工藝。預(yù)編數(shù)據(jù)讀取程序S200用以在高溫工藝之后讀取相變化存儲器的預(yù)編數(shù)據(jù)。用戶數(shù)據(jù)寫入程序S300用以在高溫工藝之后寫入一用戶數(shù)據(jù)(user data)至相變化存儲器。由于用戶數(shù)據(jù)是寫入于高溫工藝之后，所以用戶數(shù)據(jù)不會遺失。相變化存儲器具有多個(gè)存儲單元。舉例來說，各個(gè)存儲單元可以被寫入「0」或「1」。在步驟S101中，施加至少一加壓脈沖(stress pulse)以老化(aging)此些存儲單元的至少其中之一。已老化(aged)的此些存儲單元的至少其中之一是被寫為狀態(tài)「1」且未老化的此些存儲單元的其余部份是被定義為狀態(tài)「0」。圖2繪示高溫工藝之前的未老化的存儲單元的阻抗曲線I-1及已老化的存儲單元的阻抗曲線I-2。比較未老化的存儲單元及以老化的存儲單元，阻抗曲線I-1不同于阻抗曲線I-2。在施加加壓脈沖后，存儲單元被老化，經(jīng)施加不同電流的復(fù)位脈沖后，阻抗曲線I-1朝左移動且變?yōu)樽杩骨€I-2，設(shè)定速度(SET speed)增加，也就是將存儲單元從高組態(tài)設(shè)定為低阻態(tài)所需的時(shí)間減短。以圖2為例，同樣在施加設(shè)定脈沖持續(xù)100納秒(ns)時(shí)，未老化存儲單元的阻抗約為103千歐姆(Kohm)以上，但經(jīng)過加壓脈沖而老化的存儲單元的阻抗約為小于1千歐姆。阻抗曲線I-1與阻抗曲線I-2的差異稱為一老化效果(aging effect)或一加壓效果(stress effect)。根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例，加壓脈沖施加于存儲單元的總能量是用以老化存儲單元。實(shí)施例中，施加加壓脈沖可以包括許多方式，例如直流電流加
壓(DC current stress)、循環(huán)周期式(cycling)、設(shè)定波形循環(huán)(SET waveform cycling)、復(fù)位波形循環(huán)(RESET waveform cycling)、結(jié)合式復(fù)位/設(shè)定波形循環(huán)(combined RESET/SET waveform cycling)等。在一實(shí)施例中，加壓脈沖的電流可以是固定的。在一實(shí)施例中，加壓脈沖的電流可以是遞減的。在一實(shí)施例中，加壓脈沖的電流可以是多個(gè)脈沖。參照圖1，在步驟S900中，焊接相變化存儲器于一基板上。在步驟S900的焊接步驟中，其溫度可能高于260℃。請參照圖3，其繪示在高溫工藝之后的未老化的存儲單元的阻抗曲線II-1及已老化的存儲單元的阻抗曲線II-2。比較未老化的存儲單元及已老化的存儲單元，阻抗曲線II-1不同于阻抗曲線II-2。未老化的存儲單元的阻抗曲線II-1與已老化的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種相變化存儲器(phase?change?memory，PCM)的寫入方法(writing?method)，其中該相變化存儲器具有多個(gè)存儲單元，該寫入方法包括：施加至少一加壓脈沖(stress?plus)以老化(aging)這些存儲單元的至少其中之一；施加一起始脈沖(starting?pulse)至該相變化存儲器的所有的這些存儲單元，以提高各該存儲單元的阻抗；施加一偵測脈沖(detection?pulse)至該相變化存儲器的所有的這些存儲單元以降低各該存儲單元的阻抗，并偵測各該存儲單元的阻抗變化速度，其中已老化(aged)的部份這些存儲單元具有的一阻抗變化速度大于未老化的部份這些存儲單元具有的一阻抗變化速度；施加一設(shè)定脈沖(set?pulse)于已老化的部份這些存儲單元；以及施加一復(fù)位脈沖(reset?pulse)于未老化的部份這些存儲單元。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種相變化存儲器(phase change memory，PCM)的寫入方法(writing method)，其中該相變化存儲器具有多個(gè)存儲單元，該寫入方法包括：施加至少一加壓脈沖(stress plus)以老化(aging)這些存儲單元的至少其中之一；施加一起始脈沖(starting pulse)至該相變化存儲器的所有的這些存儲單元，以提高各該存儲單元的阻抗；施加一偵測脈沖(detection pulse)至該相變化存儲器的所有的這些存儲單元以降低各該存儲單元的阻抗，并偵測各該存儲單元的阻抗變化速度，其中已老化(aged)的部份這些存儲單元具有的一阻抗變化速度大于未老化的部份這些存儲單元具有的一阻抗變化速度；施加一設(shè)定脈沖(set pulse)于已老化的部份這些存儲單元；以及施加一復(fù)位脈沖(reset pulse)于未老化的部份這些存儲單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變化存儲器的寫入方法，更包括：焊接該相變化存儲器于一基板上，其中施加該至少一加壓脈沖的步驟是執(zhí)行于焊接該相變化存儲器的步驟之前。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變化存儲器的寫入方法，更包括：若這些存儲單元的其中之一的阻抗下降至低于一預(yù)定值，則具有低于該預(yù)定值的阻抗的該存儲單元被讀取為位于已老化狀態(tài)；以及若這些存儲單元的其中之一的阻抗下降至等于或高于該預(yù)定值，則具有等于或高于該預(yù)定值的阻抗的該存儲單元被讀取為位于未老化狀態(tài)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的相變化存儲器的寫入方法，其中該預(yù)定值為100千歐姆(Kohm)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變化存儲器的寫入方法，其中施加該設(shè)定脈沖的步驟及施加該復(fù)位脈沖的步驟是執(zhí)行于焊接該相變化存儲器的步驟之后。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變化存儲器的寫入方法，其中該偵測脈沖是持續(xù)10～1000納秒(ns)的25～200微安培(microampere，μA)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳昭誼，李明修，
申請(專利權(quán))人：旺宏電子股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：中國臺灣;71