[发明专利]阻挡漏电流通过存储阵列中瑕疵存储单元的方法

说明书

技术领域

本发明是关于以包含硫属化物的相变化材料为基础的存储器装置，以及阻挡漏电流通过存储阵列中瑕疵存储单元的方法。

背景技术

在某些可编程电阻存储阵列的组态中，每一个存储单元包括一个二极管与一可编程电阻存储元件串联。此二极管是作为存取装置，使得此存储单元可以通过二极管的正向偏压而被选取操作，而于非选取存储单元的电流则被二极管的反向偏压所阻挡。因此，使用于这些组态中存取所选取存储单元的偏压安排对未选取存储单元而言是被设定于反向偏压。某些组态则是使用晶体管作为存取装置，其也是根据选取或非选取存储单元而调整其偏压安排。

一种可编程电阻存储元件的型态可以是相变化材料，其具有在非晶态(高电阻率)与结晶态(低电阻率)之间极大的电阻率差别。相变化材料可以包含硫属化物或是其他相似的材料，包含举例而言，自锗(Ge)、锑(Sb)、碲(Te)、硒(Se)、铟(In)、钛(Ti)、镓(Ga)、铋(Bi)、锡(Sn)、铜(Cu)、钯(Pd)、铅(Pb)、银(Ag)、硫(S)、硅(Si)、氧(O)、磷(P)、砷(As)、氮及金族群中一个或多个材料中选取。在相变化元件正常的操作中，通过此相变化存储单元的电流可以将此相变化存储元件的电阻率状态设置或复位。为了将存储元件复位至非晶相，是使用一个短且高电流脉冲。为了将存储元件设置至结晶相，则是使用一个较长且中等大小的电流脉冲。为了读取此存储元件的状态，施加一个较小的电压至所选取存储单元而感测其电流结果。此感测电流具有至少两个电流准位，一个非常低的准位是与高电阻状态对应而另一个较高的准位则是与低电阻状态对应。因此，当需要设置、复位或读取所选取存储单元的电阻状态操作时需要使用电流。于如此的操作时，希望最好不要有电流通过未选取存储单元，因为不预期的电流会导致储存于未选取存储单元中的数据干扰，或是产生会干扰所选取存储单元正确读取的漏电流。然而，有瑕疵的存取装置可以具有永久的开启状态或是漏电状态，且会对即使是未选取的存储单元偏压时也导通电流。此漏电流结果会增加一存储芯片中的存储阵列的电能消耗，而且会降低在此存储阵列的设置、复位或读取时抵达目标存储单元的电流。

例如是金属氧化物、固态电解(导桥)存储元件、磁阻存储元件等等的相变化存储元件之外的其他可编程电阻元件，当存取装置有瑕疵时，牵涉到根据其各自的特性必须调整偏压以及也会对漏电流很敏感等问题。

因此，希望提供一种技术可以阻挡因为例如是短路二极管的瑕疵存取装置所导致的漏电流以及减少电源消耗等问题。

发明内容

此处所描述的技术是提供一阻挡漏电流以及减少电源消耗通过存储阵列中瑕疵存储单元的方法。该存储单元包括存取装置，例如是二极管或是晶体管，及可编程电阻存储元件与该存取装置耦接。该方法包含辨识在该存储阵列中瑕疵存储单元的地址；以及施加一修改偏压条件以修改在该辨识地址上的该瑕疵存储单元，形成于该阵列操作时在偏压条件下会具有一电流阻挡条件的修改瑕疵存储单元，而阻挡该漏电流。所辨识的该瑕疵存储单元的地址可以储存于一个地址的备援表中。

本发明亦揭露一种自动测试系统，其包含一装置测试机适合在一集成电路进行测试时辨识在一存储阵列中瑕疵存储单元的地址，且施加一修改偏压条件以修改在该辨识地址上的该瑕疵存储单元。

本发明的其它目的和优点，会在下列实施方式以及权利要求范围的章节中搭配图式被描述。

附图说明

图1显示本发明第一实施例的存储阵列的示意图，其包括选取存储单元的正常电流路径。

图2显示本发明第一实施例的存储阵列的示意图，其包括漏电流路径。

图3是显示制造包括阻挡一存储装置中漏电流的方法流程图。

图4A到图4D显示一存储阵列中的香菇状存储单元在不同情况下的剖面图。

图5A显示一范例pn结二极管的示意图。

图5B范例的显示在一阻挡电流条件下一二极管的烧毁或是修改的简易示意图。

图6显示一个桥状型态存储单元结构的剖面示意图。

图7显示一个有源区域于介层孔内型态的存储单元结构的剖面示意图。

图8显示一个细孔状型态的存储单元结构的剖面示意图。

图9是结合图3中阻挡一存储装置中漏电流的方法的另一实施例。

图10显示一个存储阵列中具有瑕疵存储单元的备援分配的一个简单范例示意图。

图11显示根据本发明一实施例的存储集成电路的简化方块示意图。

图12A和图12B是范例自动测试系统的方块示意图。