[发明专利]用于初始化电阻式存储装置的方法和装置

说明书

本发明公开用于初始化电阻式存储装置的方法和装置。该方法中，在电阻式随机存取存储单元的金属氧化物材料上施加第一电压以形成初始细丝，第一电压在限流成形操作中施加在金属氧化物材料上；以及执行多个循环以调节初始细丝，每个循环包括：执行一系列第一操作，以在金属氧化物材料上施加具有第一极性的第二电压，第一操作是使用前设置操作；执行一系列第二操作，以在金属氧化物材料上施加具有第二极性的第三电压，第二操作是使用前重置操作；验证第一或第二操作中的至少一个；以及当第一或第二操作中的至少一种失败时，执行附加循环以调节初始细丝，限流成形操作、使用前设置操作和使用前重置操作在电阻式随机存取存储单元的第一次使用之前执行。

本申请是申请号为201780058313.4，申请日为2017年8月22日，发明名称为″用于初始化电阻式存储装置的技术″的专利申请的分案申请。

背景技术

非易失性存储器是即使在断电之后也可存储信息的一种类型的存储装置。非易失性存储(NVM)装置可以是只读存储器或随机存取存储器(RAM)，并且可使用各种技术。非易失性RAM的一个类别是电阻式RAM，包括诸如细丝电阻式随机存取存储(RRAM或ReRAM)单元、界面RRAM单元、磁阻式RAM(MRAM)单元、相变存储(PCM)单元(例如，包括锗、锑和碲的合金的硫属化合物)、忆阻器存储元件和可编程金属化单元(例如，导电桥接RAM(CBRAM)单元)的技术。用于双极型操作和单极型操作两者的包含金属氧化物电解质装置的RRAM单元由于操作时间短和低功率性能而是用于嵌入式应用和独立应用的有前途的非易失性存储装置。然而，RRAM单元可在存储阵列中表现出大的电阻变化，诸如从千位(Kbit)至千兆位(Gbit)(或者甚至兆兆位(Tbit))。所述电阻变化可导致RRAM单元的低阻态(LRS)和高阻态(HRS)的宽电阻分布。所述电阻变化还可导致用于多级单元状态(MLC)的中间状态的宽电阻分布。所述宽电阻分布可使存储阵列设计和使用困难。

发明内容

根据本发明的第一方面，公开一种用于初始化电阻式存储装置的方法，所述方法包括：在一电阻式随机存取存储单元的一金属氧化物材料上施加第一电压以形成一初始细丝，其中，所述第一电压在限流成形操作中施加在所述金属氧化物材料上；以及执行多个循环以调节所述初始细丝，其中所述多个循环中的每一个包括：执行一系列多个第一操作，以在所述金属氧化物材料上施加具有第一极性的第二电压，其中所述第一操作是使用前设置操作；执行一系列多个第二操作，以在所述金属氧化物材料上施加具有第二极性的第三电压，其中所述第二操作是使用前重置操作；验证所述第一操作或所述第二操作中的至少一个；以及当所述第一操作或所述第二操作中的所述至少一个失败时，执行至少一个附加循环以调节所述初始细丝，其中所述限流成形操作、所述使用前设置操作和所述使用前重置操作在所述电阻式随机存取存储单元的第一次使用之前执行。

根据本发明的第二方面，公开一种装置，其包括：并行初始化电路；以及一电阻式随机存取存储单元，联接到所述并行初始化电路，所述电阻式随机存取存储单元包括一金属氧化物材料，其中所述并行初始化电路用于执行：在所述电阻式随机存取存储单元的所述金属氧化物材料上施加第一电压以形成具有第一电流的初始细丝，其中，所述第一电压在限流成形操作中施加在所述金属氧化物材料上；并且执行多个细丝强化循环以强化所述初始细丝的细丝特性，从而获得具有比所述初始细丝更强的细丝特性的细丝，其中所述多个细丝强化循环中的每一个包括：一系列多个第一操作，用于在所述金属氧化物材料上施加具有第一极性的第二电压，其中所述第一操作是使用前设置操作；以及一系列多个第二操作，用于在所述金属氧化物材料上施加具有第二极性的第三电压，其中所述第二操作是使用前重置操作，其中当将所述第一电压施加到所述金属氧化物材料时穿过所述金属氧化物材料的所述第一电流被限制为小于当将所述第二电压施加到所述金属氧化物材料时穿过所述金属氧化物材料的所述第二电流限值；验证所述第一操作或所述第二操作中的至少一个；以及当所述第一操作或所述第二操作中的所述至少一个失败时，执行至少一个附加循环以调节所述初始细丝，其中所述限流成形操作、所述使用前设置操作和所述使用前重置操作在所述电阻式随机存取存储单元的第一次使用之前执行。

附图说明