[发明专利]电阻式存储器元件的操作方法

说明书

本发明提供一种电阻式存储器元件的操作方法，包括：对电阻式存储器元件执行加热步骤；在加热步骤之后，对电阻式存储器元件执行设定及重置循环操作，以增加电阻式存储器元件的读取边界；以及判断电阻式存储器元件是否通过读取边界验证。

技术领域

本发明涉及一种存储器元件的操作方法，尤其涉及一种电阻式存储器元件的操作方法。

背景技术

近年来电阻式存储器(诸如电阻式随机存取存储器(Resistive Random AccessMemory，RRAM))的发展极为快速，是目前最受瞩目的未来存储器的结构。由于电阻式存储器具备低功耗、高速运作、高密度以及相容于互补式金属氧化物半导体制程技术的潜在优势，因此非常适合作为下一世代的非易失性存储器元件。

现行的电阻式存储器通常包括相对配置的上电极与下电极以及位于上电极与下电极之间的介电层。在现行的电阻式存储器可反复地在高低电阻状态间切换以存储数据前，首先需进行通道形成(forming)的程序。形成的程序包括对电阻式存储器施加一偏压，例如正偏压，使电流从上电极流至下电极，使得介电层中产生氧空缺(oxygen vacancy)和氧离子(oxygen ion)而形成电流路径，使电阻式存储器自高阻态(high resistancestate，HRS)变为低阻态(low resistance state，LRS)，以形成导电灯丝(filament)。通常，在所形成的灯丝中，邻近上电极处的部分的直径会小于邻近下电极处的部分的直径。之后，可对电阻式存储器进行重置(reset)或设定(set)，使电阻式存储器分别切换为高阻态与低阻态，以完成数据的存储。此外，当对现行的电阻式存储器进行重置时，包括对电阻式存储器施加与设定时极性相反的反向偏压，使电流从下电极流至上电极。此时，邻近上电极处的氧空缺与部份氧离子结合而中断电流路径，使得灯丝在邻近上电极处断开。当对现行的电阻式存储器进行设定时，包括可对电阻式存储器施加与灯丝成形的程序时极性相同的偏压，使电流从上电极流至下电极。此时，邻近上电极处的氧离子脱离，重新形成氧空缺，使得灯丝在邻近上电极处重新形成。

然而，在现有技术中，若电阻式存储器经过加热步骤通常会降低其读取边界，从而造成无法正确判断电阻式存储器的逻辑状态。因此，如何增加电阻式存储器的读取边界为目前的重要课题之一。

发明内容

本发明提供一种电阻式存储器元件的操作方法，可增加电阻式存储器元件的读取边界。

本发明的电阻式存储器元件的操作方法包括：对电阻式存储器元件执行加热步骤；对电阻式存储器元件执行设定及重置循环操作，以增加电阻式存储器元件的读取边界；以及判断电阻式存储器元件是否通过读取边界验证。设定及重置循环操作在加热步骤之后执行。

在一实施例中，在对电阻式存储器元件执行设定及重置循环操作的步骤之后，所述电阻式存储器元件的操作方法还包括：若电阻式存储器元件通过读取边界验证，结束设定及重置循环操作；以及若电阻式存储器元件不通过读取边界验证，重复对电阻式存储器元件执行设定及重置循环操作的步骤直到电阻式存储器元件通过读取边界验证，或者直到一预设次数。

在一实施例中，上述的电阻式存储器元件的操作方法还包括对电阻式存储器元件执行形成程序以及初始重置程序。形成程序包括加热步骤。设定及重置循环操作在形成程序以及初始重置程序结束之后执行。

在一实施例中，上述的电阻式存储器元件的操作方法还包括安装电阻式存储器元件于电路板上。安装步骤包括加热步骤。设定及重置循环操作用以程序化及抹除电阻式存储器元件。

本发明的电阻式存储器元件的操作方法包括：对电阻式存储器元件执行刷新操作；依据电阻式存储器元件是否经过加热步骤，来决定是否对电阻式存储器元件执行程序化及抹除循环操作，以增加电阻式存储器元件的读取边界；以及判断电阻式存储器元件是否通过读取边界验证。程序化及抹除循环操作在刷新操作之后执行。