操作包括可變電阻器件的半導體器件的方法技術

根據示例實施例，一種操作具有可變電阻器件的半導體器件的方法包括：向可變電阻器件施加第一電壓以將該可變電阻器件的電阻值從第一電阻值改變為與第一電阻值不同的第二電阻值；感測流過被施加第一電壓的可變電阻器件的第一電流；基于感測的第一電流的偏移確定用于將該可變電阻器件的電阻值從第二電阻值改變為第一電阻值的第二電壓；以及向可變電阻器件施加確定的第二電壓。

【技術實現步驟摘要】

一些示例實施例涉及操作半導體器件的方法，更具體地，涉及。
技術介紹
隨著對具有較高的存儲能力并消耗較少的功率的存儲器件的需要增大，正在對不僅是非易失性的而且不需要被刷新的下一代存儲器件進行研究。這樣的下一代存儲器件要求具有類似于動態隨機存取存儲器(DRAM)的高集成度特征、類似于閃速存儲器的非易失性特征、類似于靜態RAM (SRAM)的高速工作特性等等。近來，很多的注意已集中在下一代存儲器件上，諸如相變RAM (PRAM)、納米浮柵存儲器(NFGM)、聚合體RAM (PoRAM)、磁RAM(MRAM)、鐵電RAM (FeRAM)和電阻RAM (RRAM)0在這些下一代存儲器件當中，RRAM基于在足夠高的電壓施加于不導電的材料時產生電流流過的路徑因而降低電性電阻的現象。在這種情況下，一旦產生該路徑，就可以通過向不導電的材料施加足夠的電壓來取消或重新產生該路徑。
技術實現思路
一些示例實施例涉及一種，其改善了關斷電流的偏移(dispersion)以便增強半導體器件的可靠性。根據示例實施例，一種，該方法包括第一操作，向該可變電阻器件施加第一電壓以將該可變電阻器件的電阻值從第一電阻值改變為第二電阻值，該第二電阻值與第一電阻值不同；第二操作，感測流過被施加第一電壓的可變電阻器件的第一電流；第三操作，確定第一電流是否落入與多電平數據的電平對應的測試范圍之內；第四操作，當第一電流落入該測試范圍之內時，基于感測的第一電流的偏移確定用于將該可變電阻器件的電阻值從第二電阻值改變為第一電阻值的第二電壓；第五操作，向可變電阻器件施加第二電壓；和第六操作，向被施加第二電壓的可變電阻器件施加第一電壓。第二電阻可以大于第一電阻。第一電阻可以是設置電阻，以及第二電阻可以是重置電阻。第二操作可以包括在感測流過被施加第一電壓的可變電阻器件的第一電流之前施加讀電壓。該讀電壓可以具有小于第一電壓的幅度的幅度。該第三操作可以包括，當第一電流大于測試范圍時，再次執行第一至第三操作。該第三操作可以包括，當第一電流小于測試范圍時，向該可變電阻器件施加第二電壓以將該可變電阻器件從第二電阻值改變為第一電阻值以及再次依次執行第一至第三操作。該第四操作可以包括比較第一電流的偏移與第一電流的平均電平。該第四操作可以包括以下至少一者如果第一電流的感測的電平和第一電流的平均電平之間的差大于偏移范圍，則改變第二電壓；以及如果第一電流的感測的電平和第一電流的平均電平之間的差小于該偏移范圍，則保持第二電壓。該第四操作可以包括以下至少一者如果第一電流的感測的電平小于第一電流的平均電平，則將第二電壓改變為大于第二電壓的第三電壓；以及如果第一電流的感測的電平大于第一電流的平均電平，則將第二電壓改變為小于第二電壓的第四電壓。第二電壓的改變可以包括改變第二電壓的幅度和脈沖寬度的至少一個。該第四操作可以包括以下至少一者當第一電流的感測的電平和第一電流的平均電平之間的差大于偏移范圍時，改變第二電壓；以及當第一電流的感測的電平和第一電流的平均電平之間的差小于該偏移范圍時，向控制器發送數據存儲完成信號。該第四操作可以包括確定第二電壓以使得第二電壓的變化隨著第一電流的偏移的增大而增大。·該方法還可以包括第七操作，感測流過被施加第一電壓的可變電阻器件的第一電流。根據另一示例實施例，一種，該方法包括向可變電阻器件施加第一電壓以將該可變電阻器件的電阻值從第一電阻值改變為第二電阻值，該第二電阻值與第一電阻值不同；感測流過被施加第一電壓的可變電阻器件的第一電流；基于第一電流的偏移確定用于將該可變電阻器件從第二電阻值改變為第一電阻值的第二電壓；向可變電阻器件施加第二電壓；以及向被施加第二電壓的可變電阻器件施加第一電壓。該方法還可以包括確定第一電流是否落入與多電平數據的電平對應的測試范圍之內。根據示例實施例，一種，該方法包括第一操作，向可變電阻器件施加第一電壓，將該可變電阻器件的電阻值從第一電阻值改變為第二電阻值，第二電阻值不同于第一電阻值；第二操作，感測流經被施加第一電壓的可變電阻器件的第一電流；第三操作，確定第一電流是否落入與多電平數據的電平對應的測試范圍之內；第四操作，當第一電流大于測試范圍時，重復第一至第三操作，當第一電流小于測試范圍時，將可變電阻器件的電阻值改變為第一電阻值并重復第一至第三操作，而當第一電流落入測試范圍之內時，基于感測的第一電流的偏移確定用于將可變電阻器件的電阻值從第二電阻值改變為第一電阻值的第二電壓，向可變電阻器件施加第二電壓，并向施加了第二電壓的可變電阻器件施加第一電壓。第二電阻值可以大于第一電阻值。第一電阻可以是設置電阻，而第二電阻可以是重置電阻。 可變電阻器件可以包括可變電阻材料層，可變電阻材料層包括鈣鈦礦材料和過渡金屬氧化物之一。第二操作可以包括在感測流經被施加第一電壓的可變電阻器件的第一電流之前向可變電阻器件施加讀電壓。讀電壓可以具有小于第一電壓的幅度的幅度。可變電阻器件可以包括下電極、上電極、在下電極與上電極之間的可變電阻材料層。第一電壓可以是用于將可變電阻器件改變為高電阻狀態的重置電壓。第二電壓可以是用于將可變電阻器件改變為低電阻狀態的設置電壓。所述方法還可以包括第七操作，感測流經被施加第一電壓的可變電阻器件的第一電流。根據示例實施例，可變電阻器件可以包括第一電極和第二電極、第一和第二電極之間的可變電阻材料層，及可操作地連接到可變電阻材料層的控制電路。該控制電路可以被配置為促成第一操作，在可變電阻器件的第一和第二電極之間施加第一電壓，以將可變電阻器件的電阻值從第一電阻值改變為第二電阻值，第二電阻值不同于第一電阻值。該控制電路可以被配置為促成第二操作，感測流經被施加第一電壓的可變電阻器件的第一電流。該控制電路可以被配置為促成第三操作，確定第一電流是否落入與多電平數據的電平對應的測試范圍之內。該控制電路可以被配置為促成第四操作，當第一電流不落入測試范圍之內時，重復第一至第三操作，而當第一電流落入測試范圍之內時，基于感測的第一電流的偏移確定用于將可變電阻器件的電阻值從第二電阻值改變為第一電阻值的第二電壓，在可變電阻器件的第一和第二電極之間施加第二電壓，并向施加了第二電壓的可變電阻器件施加第一電壓。根據示例實施例，一種存儲卡可以包括所述半導體器件和可操作地連接至所述半導體器件的控制器。根據示例實施例，一種電子系統可以包括所述半導體器件、處理器及可操作地將所述半導體器件連接至該處理器的總線。附圖說明通過如附圖中所示，對非限制性實施例的描述，示例實施例的上述和/或其它特征和優點將變得明顯且更易理解，其中相似的參考符號指代不同視圖中的相同部分。這些附圖不是必須按比例呈現，而是重點在于示出示例實施例的原理。在附圖中圖I是根據示例實施例的可變電阻器件的示意性剖視圖；圖2是根據另一示例實施例的可變電阻器件的示意性剖視圖；圖3是示意地示出了根據示例實施例的可變電阻器件的電阻的分布的圖；圖4是顯示根據示例實施例的施加于可變電阻器件的工作電壓的圖；圖5是用于描述根據示例實施例的當圖4的工作電壓施加于可變電阻器件時可變電阻器件的操作的示意圖；圖6是用于描述根據示例實施例的當圖5的工作電壓施加于圖I的可變電阻器件時流過其的電流量的變化的圖；圖7是顯示根據另一個示例實施例的施加本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種操作包括可變電阻器件的半導體器件的方法，該方法包括：第一操作，向可變電阻器件施加第一電壓，以將該可變電阻器件的電阻值從第一電阻值改變為第二電阻值，第二電阻值與第一電阻值不同；第二操作，感測流過被施加第一電壓的可變電阻器件的第一電流；第三操作，確定該第一電流是否落入與多電平數據的電平對應的測試范圍之內；第四操作，當該第一電流落入該測試范圍之內時，基于感測的第一電流的偏移確定用于將該可變電阻器件的電阻值從第二電阻值改變為第一電阻值的第二電壓；第五操作，向該可變電阻器件施加該第二電壓；以及第六操作，重復向被施加該第二電壓的可變電阻器件施加該第一電壓。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：張晚，金英培，金昌楨，李明宰，樸晟準，許智賢，李東洙，李昌范，李承烈，
申請(專利權)人：三星電子株式會社，
類型：發明
國別省市：