[发明专利]一种改善选通管器件性能的操作方法

说明书

本发明公开了一种改善选通管器件性能的操作方法，包括：确定选通管器件的直流操作电压和限制电流；施加操作电压和限制电流到选通管器件上，使选通管器件在直流下循环，直到出现关态电阻降低；继续施加操作电压和限制电流到选通管器件上，使选通管器件在直流下循环，直到关态电阻降低到最小值；继续施加操作电压和限制电流到选通管器件上，使选通管器件在直流下循环，直到出现关态电阻升高；继续施加操作电压和限制电流到选通管器件上，让选通管器件在直流下循环，直到关态电阻升高到最大值；调整操作电压和限制电流，对选通管进行直流操作或脉冲操作，从而有效提高操作稳定性，具有更好的直流循环特性，大大改善了器件的循环寿命。

技术领域

本发明属于存储器操作技术领域，更具体地，涉及一种改善选通管器件性能的操作方法。

背景技术

三维交叉点阵存储器(3D crosspoint memory)，其有效单元面积为4F²/n，其中，F为特征尺寸，n为存储器三维堆叠层数，是目前有效存储密度最大的存储器。下一代存储器，包括相变存储器、阻变存储器、磁存储器等，普遍采用三维交叉点阵结构。三维交叉点阵存储器中，存储器单元采用两端的选通管器件与记忆单元连接，选通管器件与记忆单元垂直堆叠，不用占据额外面积，且具备三维方向拓展的能力，大大提高了存储密度。

选通管器件作为三维交叉点阵存储器中的选址器件，可以有效抑制漏电流，降低功耗，避免读写错误，扩大可以实现的最大阵列尺寸。在对三维交叉点阵存储器单元进行操作时，首先打开选中存储器单元中的选通管，选通管降低到低阻状态，操作电压大部分降落在记忆单元上，然后对记忆单元进行读操作或者写操作，操作完成后关闭选通管。由于每一次对存储单元进行读操作或者写操作都需要打开选通管，并且选通管需要保持开启状态承受读写电流，存储器中选通管的寿命要求非常高，需要高于存储单元的寿命。

现有技术中，含有活性金属的选通管器件在循环过程中极容易形成稳定的导电路径而失效，使器件停留在低电阻状态，器件操作的稳定性和寿命难以提高。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于解决现有技术选通管器件稳定性差、寿命短的技术问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明实施例提供了一种改善选通管器件性能的操作方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1.确定含有活性金属的选通管器件的直流操作电压和限制电流；

步骤S2.施加确定的操作电压和限制电流到选通管器件上，使该选通管器件在直流下循环，直到出现关态电阻降低；

步骤S3.继续施加确定的操作电压和限制电流到选通管器件上，使该选通管器件在直流下循环，直到关态电阻降低到最小值；

步骤S4.继续施加确定的操作电压和限制电流到选通管器件上，使该选通管器件在直流下循环，直到出现关态电阻升高；

步骤S5.继续施加确定的操作电压和限制电流到选通管器件上，让该选通管器件在直流下循环，直到关态电阻升高到最大值；

步骤S6.调整操作电压和限制电流，对选通管进行直流操作或脉冲操作。

具体地，所述含有活性金属的选通管器件结构依次为：第一金属电极层、开关层、第二金属电极层；第一金属电极层、第二金属电极层或开关层至少一个包含活性金属。

具体地，所述活性金属为Ag、Cu、Co、Ni、Sn中的一种或几种。

具体地，步骤S1中，通过直流测试，确定一个可以使所述选通管器件开启的最小电压，其操作电压设置为比最小电压大0.3V～1V；通过直流测试，确定所述选通管器件发生开关现象的最大限制电流和最小限制电流，其限制电流设置为低于最大限制电流1到3个数量级、且高于最小限制电流。