[发明专利]存储装置的驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及在用非易失性可变电阻元件构成存储单元的存储装置 中，当使可变电阻元件从高电阻状态向低电阻状态变化(写入动作)时 对该存储装置进行驱动的方法。

背景技术

以往的存储装置，特别是使用闪存的存储装置，由于不需要用于保 持存储数据的电力，所以近年来得到了广泛的使用。特别是在包含移动 电话单元的便携式终端装置中，普遍地使用了闪存作为存储器。但是， 在使用这种闪存的存储装置中，存在着数据写入速度慢的问题(例如， 参照非专利文献1)。

因此，本申请人曾经提出一种使用了比上述闪存具有更优异特性的 非易失性可变电阻元件的存储装置(例如，专利文献1)。该可变电阻元 件是层叠结构，该层叠结构包括一对电极且在这对电极之间具有导电膜 和绝缘膜。此外，如果在上述一对电极之间施加电压使得电流从导电膜 流向绝缘膜，则可变电阻元件转变到低电阻状态，且数据被写入。另一 方面，如果在上述一对电极之间施加电压使得电流反过来从绝缘膜流向 导电膜，则可变电阻元件转变到高电阻状态，且数据被擦去。

由于与上述的闪存等相比，这种结构的可变电阻元件能够以简单的 结构构成存储单元，所以不依赖于该元件的尺寸就能够得到大信号。因 此，该可变电阻元件具有可微缩性(scaling)强的特性。此外，该可变 电阻元件具有下述优点，即：能够使利用电阻变化的数据写入速度加快 到例如大约5纳秒，而且能够在低电压(例如大约1V)和低电流(例如 大约20μA)下工作。

非专利文献1：“Nikkei Electronics”，2002.11.18，p.130(《日经电子》， 2002年11月18日出版，第130页)

专利文献1：日本专利申请公开公报特开第2005-197634号

然而，在上述可变电阻元件中，取决于绝缘膜和导电膜的结构或制 造方法，在写入后的低电阻状态下，有时存在着电阻的波动较大的情况。 如果就像这样电阻的波动大时，则难以稳定地保持所写入的数据。

此外，为了充分地进行写入而不发生写入出错等，需要增大向该可 变电阻元件施加的电压，或增大流过该可变电阻元件的电流，或者使电 压的施加时间变长。但是，如果向该可变电阻元件施加必要值以上的高 电压或流过过量的大电流，则绝缘膜有可能引起介电击穿，并使得该可 变电阻元件自身被破坏。

这样，在以往的存储装置中，难以稳定地进行数据的写入和保持， 且因此所以难以提高可靠性。上述装置存在着改善的余地。

发明内容

本发明就是鉴于上述的问题而做出的，目的是提供一种存储装置的 驱动方法，该驱动方法能够提高包含可变电阻元件的存储装置中的数据 写入可靠性。

本发明的存储装置的驱动方法用于包含可变电阻元件的存储装置， 所述可变电阻元件具有一对电极，并且在所述可变电阻元件中，能够通 过在所述一对电极之间施加不同极性的电压来使电阻值可逆地变化。当 使所述可变电阻元件从电阻值高的高电阻状态向电阻值低的低电阻状态 变化时，在所述一对电极之间施加多次形状相互不同的脉冲状电压。

此处，“脉冲状电压”不限于字面含义上的具有脉冲状波形的电压， 也可以是具有斜坡状波形的电压。

在本发明的存储装置的驱动方法中，当在可变电阻元件的一对电极 之间施加电压时，在这一对电极之间形成导电路径，因而有电流流过。 因此，可变电阻元件从高电阻状态向低电阻状态变化，且数据被写入。 此处，由于在这样的数据写入动作时(从高电阻状态向低电阻状态变化 时)，在上述一对电极之间施加了多次形状相互不同的脉冲状电压，所 以能够避免由于可变电阻元件的自身发热而造成的导电路径的扩散消 失。此外，也能够避免当想要充分地进行写入动作时可变电阻元件受到 破坏。