[发明专利]高耐用度相变存储器装置及其操作方法

权利要求书

1.一种用于操作一存储器单元的方法，该存储器单元包含相变材料及可编程为包含一较高电阻态及一较低电阻态的多个电阻态，该方法包括：

施加一第一偏压设定到该存储器单元，以建立一目标电阻态，该第一偏压设定包含一第一脉冲，以引起通过该相变材料的一第一电流；

测定该存储器单元在施加该第一偏压设定之后并未处于该目标电阻态；

响应于该测定，施加一第二偏压设定到该存储器单元，该第二偏压设定包含一第二脉冲，以引起通过该相变材料的一第二电流，其中该第一脉冲及该第二脉冲具有跨过该相变材料的相同的电压极性，且该第二脉冲具有大于该第一脉冲的一电流强度；以及

在施加该第二偏压设定之后，施加一接续的偏压设定到该存储器单元，以建立该目标电阻态。

2.根据权利要求1所述的方法，其中该第一电流足以融化一第一相变材料体积，且该第二电流足以融化大于该第一体积的一第二相变材料体积。

3.根据权利要求1所述的方法，其中该目标电阻态为一复位态。

4.根据权利要求1所述的方法，其中该目标电阻态为一设定态。

5.根据权利要求1所述的方法，还包含施加一第三偏压设定，以建立与该目标电阻态不同的一电阻态，且其中：

该第三偏压设定在该存储器单元的一有源区中引起该相变材料的一或多个元件的分离；以及

该第二偏压设定在该有源区中引起该被分离的元件的至少一部份的整合。

6.根据权利要求1所述的方法，其中该第一电流在该相变材料的一有源区中足以导致在一第一持续时间高于该相变材料的一融化温度的温度，且该第二电流在该有源区中足以导致在一第二持续时间高于该融化温度的温度，该第二持续时间大于或等于该第一持续时间。

7.根据权利要求1所述的方法，其中该第一电流在该相变材料的一有源区中足以导致在一第一持续时间高于该相变材料的一结晶温度且低于该相变材料的一融化温度的温度，且该第二电流在该有源区中足以导致在一第二持续时间高于该相变材料的该融化温度的温度，该第二持续时间小于该第一持续时间。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

测定该存储器单元在施加该接续的偏压设定之后并未处于该目标电阻态；

反复地施加一额外的偏压设定到该存储器单元以及测定该存储器单元在施加该额外的偏压设定之后并未处于该目标电阻态，直到该存储器单元处于该目标电阻态或是一默认定量的额外的偏压设定已被施加。

9.根据权利要求8所述的方法，其中该额外的偏压设定为该第一偏压设定。

10.一种存储器装置，包括：

一存储器单元，包含相变材料及可编程为包含一高电阻态及一低电阻态的多个电阻态；以及

一控制器，用以施加偏压设定到该存储器单元，该偏压设定包含：

一第一偏压设定，用以建立一目标电阻态，该第一偏压设定包括一第一脉冲，以引起通过该相变材料的一第一电流；

一读取偏压设定，用以测定在施加该第一偏压设定之后该存储器单元是否处于该目标电阻态；

一第二偏压设定，用以若该存储器单元在施加该第一偏压设定之后并未处于该目标电阻态，施加包括一第二脉冲的该第二偏压设定，以引起通过该相变材料的一第二电流，其中该第一脉冲及该第二脉冲具有跨过该相变材料的相同电压极性，且该第二脉冲具有高于该第一脉冲的强度；以及

一接续的偏压设定，用以在施加该第二偏压设定之后建立该目标电阻态。

11.根据权利要求10所述的存储器装置，其中该第一电流足以融化一第一相变材料体积，且该第二电流足以融化大于该第一体积的一第二相变材料体积。

12.根据权利要求10所述的存储器装置，其中该目标电阻态为一复位态。

13.根据权利要求10所述的存储器装置，其中该目标电阻态为一设定态。

14.根据权利要求10所述的存储器装置，其中该偏压设定还包括针对一电阻态的一第三偏压设定，该电阻态不同于该目标电阻态，且其中：

该第三偏压设定在该存储器单元的一有源区中引起该相变材料的一或多个元件的分离；以及

该第二偏压设定在该有源区中引起该被分离的元件的至少一部份的整合。