[发明专利]电阻式器件及其操作方法

说明书

本申请要求2012年5月11日提交的、名称为“Resistive Devices and Methods of Operation Thereof(电阻式器件及其操作方法)”的美国申请No.13/470,030的优先权，该申请特此以引用方式并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及半导体器件，具体地，涉及电阻式器件及其操作方法。

背景技术

半导体行业依赖于器件变尺寸优化来以较低成本得到改进的性能。闪存存储器是如今市场中的主流非易失性存储器。然而，闪存存储器具有大量限制，对存储器技术的持续发展造成了重大威胁。因此，半导体行业正在开发替代存储器来取代闪存存储器。未来存储器技术的角逐者包括磁性存储随机存取存储器(MRAM)、铁电RAM(FeRAM)、电阻式开关存储器(诸如，相变RAM(PCRAM))、电阻式RAM(RRAM)、包括可编程金属化单元(PMC)的离子存储器或导电桥接随机存取存储器(CBRAM)。这些存储器也被称为新兴存储器。

切实可行的是，在诸如规模可伸缩性、性能、能量效率、开/关比率、操作温度、CMOS兼容性、可靠性的技术度量中的不止一种技术度量方面，新兴存储器一定优于闪存存储器。CBRAM技术在这些技术度量中的许多技术度量方面已经表现出满意效果。

发明内容

通过本发明的示例性实施方式，总体上解决或避免了这些问题和其它问题，总体上实现了技术优点。

根据本发明的实施方式，一种操作电阻式开关器件的方法，包括：在具有第一端子和第二端子的两端子电阻式开关器件的所述第一端子上施加包括脉冲的信号。所述电阻式开关器件具有第一状态和第二状态。所述脉冲包括在第一时段内从第一电压到第二电压的第一斜坡。所述第一时段是所述脉冲的总时段的至少0.1倍。

根据本发明的另一个实施方式，一种在具有第一接入端子和第二接入端子的接入装置的第一接入端子上施加包括脉冲的信号的方法。所述第二接入端子连接到两端子电阻式开关器件的第一端子。电阻式开关器件具有第一端子和第二端子。电阻式开关器件具有第一状态和第二状态。所述脉冲包括在第一时段内从第一电压到第二电压的第一斜坡。所述第一时段是所述脉冲的总时段的至少0.1倍，所述在施加所述信号之后电阻式开关器件从所述第一状态变成所述第二状态。

根据本发明的另一个实施方式，一种半导体器件，包括两端子电阻式开关器件、信号发生器和接入电路。两端子电阻式开关器件具有第一端子和第二端子。两端子电阻式开关器件还具有第一状态和第二状态。信号发生器被构造成产生包括脉冲的信号。所述脉冲包括在第一时段内从第一电压到第二电压的第一斜坡。所述第一时段是所述脉冲的总时段的至少0.1倍。接入电路被构造成在所述第一端子上施加所述信号。所述电阻式开关器件被构造成响应于所述信号从所述第一状态变成所述第二状态。

以上已经相当广泛地概述了本发明的实施方式的特征，使得可以更好地理解本发明的具体实施方式。下文中将描述本发明的实施方式的另外的特征和优点，这些特征和优点形成本发明的权利要求书的主题。本领域的技术人员应该理解，可容易利用所公开的构思和特定实施方式作为修改或设计用于执行本发明的相同目的的其它结构或工艺的基础。本领域的技术人员还应该实现，这种等价构造不脱离所附权利要求书中阐述的本发明的精神和范围。

附图说明

为了更完全地理解本发明及其优点，现在参照下面结合附图的描述，其中：

图1包括图1A至图1E，示出电阻式开关存储器的剖视图和操作，其中，图1A示出传统离子存储器的剖视图，其中，图1B示出在编程操作下的存储器，其中，图1D示出对应编程脉冲的时序图，其中，图1C示出擦除操作下的存储器，其中，图1E示出对应擦除脉冲的时序图；

图2包括图2A至图2N，示出根据本发明的实施方式的突出了施加到存储器单元(memory unit)的编程脉冲的时序图；

图3包括图3A至图3I，示出根据本发明的实施方式的突出了擦除脉冲的擦除操作的时序图；

图4包括图4A至图4B，示出根据本发明的实施方式的存储单元(memory cell)；

图5包括图5A至图5L，示出根据本发明的实施方式的突出了在字线处生效的编程脉冲的编程操作的时序图；

图6示出根据本发明的实施方式的突出了在字线处生效的擦除脉冲的擦除操作的时序图；

图7包括图7A和图7B，示出其中在位线和/或选择线上使斜坡曲线分布(profile)生效的编程和擦除的替代实施方式；