[发明专利]操作包括可变电阻器件的半导体器件的方法

说明书

技术领域

一些示例实施例涉及操作半导体器件的方法，更具体地，涉及操作包括可变电阻器件的半导体器件的方法。

背景技术

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）。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。

发明内容

一些示例实施例涉及一种操作包括可变电阻器件的半导体器件的方法，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，一种操作包括可变电阻器件的半导体器件的方法，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。