[发明专利]基于交流的可写设备

说明书

背景技术

可以使用电流的施加将忆阻器写入到不同状态。写入到忆阻器可能涉及耗时的过程，包含交替地施加小的电流并且然后检验忆阻器设备，以避免重写。与写入过程相关联的问题可能通过在忆阻器设备中形成导电细丝而被进一步恶化，从而导致忆阻器设备之间的特性的大的变化、不良的设备耐久性以及不良的电阻控制。

附图说明

图1是依据示例的包含非易失性存储器设备的系统的框图。

图2是依据示例的包含存储器阵列的系统的框图。

图3A是依据示例的信号图。

图3B是依据示例的信号图。

图3C是依据示例的信号图。

图3D是依据示例的信号图。

图3E是依据示例的热梯度图。

图4是依据示例的基于写入非易失性存储器设备的流程图。

具体实施方式

诸如忆阻器之类的存储器设备可以由于被写入而改变状态。在示例中，施加的信号可以用来加热忆阻器设备（从离子的势阱中放出忆阻器设备的离子中的一些）和/或提供跨忆阻器设备的电场。放出的离子可以取决于电场极性而朝着一个电极或另一个漂移，以将存储器设备写入到一个状态或者另一状态。使用施加的电流（例如，用于加热和提供电场）可以使忆阻器在其耗尽－未耗尽的界面中产生区，在该区中耗尽区带能够伸出并进入到未耗尽区带中。这样的伸出可以导致电流的集中区，该集中区经历相比于周围区相对更多加热，从而在伸出中放出相对更多离子并且加长这些耗尽区带伸出。这可以导致非期望地形成细丝传导（即，导电细丝）。这样的导电细丝可以在写入操作期间形成和烧尽数次，这可以引起损坏并且限制忆阻器设备的耐久性。

本文中提供的示例可以基于各种热激发和/或电场诱发的漂移机制（包含控制器使用用于热激发和离子漂移的分离信号）来写入到非易失性存储器设备。例如，可以依据交流（AC）信号控制热激发，并且可以依据诸如直流（DC）之类的偏置信号控制离子漂移。这样的信号可以具有独立（包含非重叠）的幅度包络，这可以降低存储器设备形成导电细丝的趋势。例如，忆阻器的状态可以通过施加AC信号以生成临界离子移动水平之上的热梯度并且施加低于AC信号的DC信号以诱发离子漂移来改变。DC信号可以足够低到不增加热梯度。因此，可以提供下述系统：该系统具有更大可靠性和耐久性、导致更高成品率的更少的设备到设备的变化、以及更好的功率和速度特性。

图1是依据示例的包含非易失性存储器（NVM）设备120的系统100的框图。系统100也包含向NVM设备120提供加热信号112和写入信号114的控制器110。NVM设备120与高电阻状态122、低电阻状态124和阈值温度126相关联。

NVM设备120可以是包含未被完全填充并且基于离子漂移/移动写入的金属氧化物晶体的其它设备或者忆阻器，并且可以包含基于电阻切换效应的其它形式的2端子非易失性存储器设备。NVM设备120可以例如通过施加AC信号112而被加热，使得其离子具有某种程度的移动。例如，NVM设备120可以被加热到至少离子移动的阈值温度126。取决于电压偏置114的方向/极性（例如，DC电流的施加），离子可以在一个方向或另一方向移动以将NVM设备120写入到一个状态或另一状态。例如，NVM设备120可以在不施加电压偏置114的情况下被加热，使得离子可以扩散到平衡状态、通过NVM设备120的材料均匀地展开，由此实现低电阻状态124。

系统100可以例如通过使用AC和DC信号特别地控制加热过程与电场诱发的离子漂移过程而将加热过程与电场诱发的离子漂移过程分离。使用用于特别地加热NVM设备120的信号与使用单个信号来加热和写入设备（这可能导致设备重写和损坏）相比能够实现使用不冒着损坏NVM设备120的风险的安全信号来加热设备。此外，可以独立地使用不同类型的信号来实现不同设备状态，诸如使用DC信号来写入高电阻状态和使用AC信号来写入低电阻状态。

AC信号112的使用能够例如在写入到低电阻状态时保护NVM设备120。AC信号112避免了对于每个状态转变使用DC来加热NVM设备120的需要。DC信号可以用于加热而使离子移动。然而，存在下述风险：来自该DC信号加热的电流可能与帮助离子移动联合协作，从而在由加热电流诱发的相同方向上推动离子。这样使用DC信号用于加热可以导致一种失控问题，因为用DC电流加热设备也在该相同方向上强化离子，这也降低设备电阻、这进一步增加电流，从而导致失控循环。用于加热NVM设备120的AC信号112能够避免这样的与DC电流和离子漂移联合作用相关联的失控条件。