專(zhuān)利名稱(chēng)：：刷新相變存儲(chǔ)器的制作方法刷新相變存儲(chǔ)器
背景技術(shù)：
：本發(fā)明總的涉及基于處理器的系統(tǒng)?；谔幚砥鞯南到y(tǒng)可包括任意具有專(zhuān)門(mén)的或通用的處理器的裝置。這樣的系統(tǒng)的例子包括個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩電話、照相機(jī)、網(wǎng)頁(yè)平板(webtablet)、電子游戲機(jī)、和諸如數(shù)字多用途光盤(pán)播放器的媒體裝置，這里僅舉幾個(gè)例子。通常，這樣的裝置使用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或這二者的某種組合作為存儲(chǔ)設(shè)備。一個(gè)普通的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)。DRAM是揮發(fā)性存儲(chǔ)器。如果沒(méi)有刷新，在電源被移除后它不保留其上存儲(chǔ)的信息。因此，DRAM可被用作與微處理器運(yùn)行的相對(duì)快速的存儲(chǔ)設(shè)備。DRAM的一種典型應(yīng)用是與系統(tǒng)存儲(chǔ)器有關(guān)。通常，基于處理器的系統(tǒng)包括各種不同的存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)設(shè)備。這樣系統(tǒng)的例子包括硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。必須被插入到基于處理器的系統(tǒng)的存儲(chǔ)器越多，所需的空間越多。而且，所需的存儲(chǔ)器越多，與維護(hù)那些不同存儲(chǔ)器相關(guān)的開(kāi)銷(xiāo)越多。在許多基于處理器的系統(tǒng)中，尤其在嵌入式應(yīng)用中，盡可能成本高效的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)是所希望的。而且，在包括嵌入式應(yīng)用的各種應(yīng)用中，以可能的盡可能最小的尺寸實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)是所希望的。因此，需要一種改進(jìn)的基于處理器的系統(tǒng)。圖l是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的部分陣列的示意圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的單元的示意性橫截面圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)示意圖。具體實(shí)施例方式參考圖1,根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器100可包括以行WL和列BL布置的存儲(chǔ)器單元MC的陣列。雖然描述了相對(duì)小的陣列，但是本發(fā)明決不限于任何特定尺寸的陣列。盡管此處使用了術(shù)語(yǔ)"行"、"字線"、"位線"和"列"，但是對(duì)于所檢測(cè)的陣列的類(lèi)型和形式來(lái)說(shuō)，它們僅僅用于說(shuō)明而不是對(duì)其限制。存儲(chǔ)器裝置100包括典型的以矩陣105布置的多個(gè)存儲(chǔ)器單元MC。矩陣105中的存儲(chǔ)器單元MC可被安排成m行和n列，其中字線WLl-WLm相連于每一矩陣行，位線BLl-BLn相連于每一矩陣列。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器裝置100還可包括多個(gè)輔助線，該輔助線包括供電電壓線Vdd和接地電壓線GND，其中該供電電壓線用于分配供電電壓Vdd到包括存儲(chǔ)器裝置100的整個(gè)芯片，根據(jù)具體的存儲(chǔ)器裝置實(shí)施例，該電壓Vdd通?？梢允菑?到3V，例如1.8V，該接地電壓線用于分配接地電壓。高電壓供電線Va可提供相對(duì)高的電壓，其由集成在同一芯片的裝置(例如電荷泵浦升壓器，在圖中未示出)所產(chǎn)生，或從外部被供應(yīng)給存儲(chǔ)器裝置100。例如，在一個(gè)實(shí)施例中高電壓Va可以是4.5-5V。單元MC可以是包括相變存儲(chǔ)器單元的任何存儲(chǔ)器單元。相變存儲(chǔ)器單元的例子包括使用硫?qū)倩锎鎯?chǔ)器元件18a和與裝置18a串聯(lián)耦合的存取、選擇或閾值裝置18b的存儲(chǔ)器單元。閾值裝置18b可以是由硫?qū)倩锖辖鹬瞥傻碾p向閾值開(kāi)關(guān)，該硫?qū)倩锖辖鸩粫?huì)呈現(xiàn)從非晶相到晶相的改變，而會(huì)發(fā)生快速的由電場(chǎng)啟動(dòng)的電導(dǎo)率變化，只要保持電壓存在則該電導(dǎo)率的改變就會(huì)保持。矩陣105中的存儲(chǔ)器單元MC被連接到字線WLl-WLm的相應(yīng)一個(gè)和位線BLl-BLn的相應(yīng)一個(gè)。特別地，存儲(chǔ)元件18a可具有連接到相應(yīng)的位線BLl-BLn的第一端子和連接到相關(guān)的裝置18b的第一端子的第二端子。裝置18b可具有連接到字線WLl-WLm的第二端子?？蛇x的，存儲(chǔ)元件18a可被連接到相應(yīng)的字線WLl-WLm,與存儲(chǔ)元件18a相關(guān)的裝置18b可被連接到相應(yīng)的位線BLl-BLn。通過(guò)選擇相應(yīng)的4亍和列對(duì)，即通過(guò)選擇相應(yīng)的字線和位線對(duì)，矩陣105中的存儲(chǔ)單元MC可以被訪問(wèn)。字線選擇電路110和位線選擇電路115可基于行地址二進(jìn)制代碼RADD和列地址二進(jìn)制代碼CADD執(zhí)行字線和位線的選4奪，其中行地址二進(jìn)制代碼RADD和列地址二進(jìn)制代碼CADD分別是存儲(chǔ)器地址二進(jìn)制代碼ADD的一部分，例如，其由存儲(chǔ)器裝置100從存儲(chǔ)器外部的裝置接收(例如，微處理器)。字線選擇電路110可解碼行地址代碼RADD并選擇字線WLl-WLm中相應(yīng)的一個(gè)，其由所接收的特定行地址代碼RADD來(lái)標(biāo)識(shí)。位線選擇電路115可解碼列地址代碼CADD并選擇相應(yīng)的位線或，更一^L的，選擇位線BLl-BLn的相應(yīng)位線包。例如，所選擇的位線的數(shù)目依賴于存儲(chǔ)裝置100上的猝發(fā)讀取操作期間中可被讀取的數(shù)據(jù)字的數(shù)目。位線BLl-BLn可被所接收的特定列地址碼CADD所標(biāo)識(shí)。位線選4奪電路115與讀取/寫(xiě)入電路120相連4妄。讀取/寫(xiě)入電路120能夠使期望的邏輯值寫(xiě)入到所選擇的存儲(chǔ)器單元MC中，并讀取其中當(dāng)前存儲(chǔ)的邏輯值。例如，讀取/寫(xiě)入電路120包括與比較器在一起的感應(yīng)放大器、參考電流/電壓產(chǎn)生器和用于讀取存儲(chǔ)器單元MC中存儲(chǔ)的邏輯值的電流脈沖產(chǎn)生器。在一個(gè)實(shí)施例中，在待機(jī)操作情況下，和對(duì)存儲(chǔ)器裝置100的任何讀取或?qū)懭朐L問(wèn)之前，字線選擇電路110可保持字線WLl-WLm位于相對(duì)高的取消選擇電壓Vdes(例如，大約等于高電壓Va的一半的電壓(Va/2))。同時(shí)，位線選擇電路115可保持位線BLl-BLn斷開(kāi)連接，因此與讀取/寫(xiě)入電路120隔離，或可選的，處于耳又消選擇電壓Vdes。在此方式下，沒(méi)有存儲(chǔ)器單元MC被訪問(wèn)，這是由于位線BLKBLn是浮置的或通過(guò)存取元件18b的電壓被下降到大約等于0。通過(guò)利用本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知的技術(shù)可提供空閑的(冗余的)行和列，并與選擇部件使用，以代替壞的行、位和歹'J。在一個(gè)實(shí)施例中，在讀取或?qū)懭氩僮髌陂g，字線選擇電路110可降低(或如果使用了MOS晶體管選擇裝置則升高)所選的字線WLl-WLm中的一個(gè)的電壓到字線選擇電壓VWL(例如，如果使用了雙極二極管或諸如雙向閾值開(kāi)關(guān)的硫?qū)倩飭卧x擇裝置，則具有等于OV的值-地電勢(shì))，而剩余的字線可保持在字線取消選擇電壓Vdes。類(lèi)似的，位線選擇電路115可耦合所選的位線BLl-BLn中的一個(gè)(更典型的，所選的位線包)到讀取/寫(xiě)入電路120,而剩余的未選擇位線可為浮置的或保持在取消選擇電壓Vdes。典型的，當(dāng)訪問(wèn)存儲(chǔ)器裝置100時(shí)，讀取/寫(xiě)入電路120施加合適的電流力永沖到每個(gè)所選位線BLl-BLn。該脈沖幅值依賴于要執(zhí)行的讀取或?qū)懭氩僮?。特別的，在一個(gè)實(shí)施例中，在讀取操作期間，將相對(duì)高的讀取電流脈沖施加到每個(gè)所選位線。讀耳又電流脈沖可以具有合適的幅值和合適的持續(xù)時(shí)間。讀取電流導(dǎo)致雜散電容CBL廣CBLn的充電(典型的，大約lpF),該雜散電容固有地與寄生位線BLl-BLn和列驅(qū)動(dòng)電路相關(guān)，并因此導(dǎo)致每個(gè)所選位線BLl-BLn處的位線電壓V肌的相應(yīng)瞬變。當(dāng)讀取電流被施加到每個(gè)所選位線BLl-BLn時(shí)，相應(yīng)的位線電壓向相應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值升高，這取決于存儲(chǔ)元件18a的電阻，即所選存儲(chǔ)器單元MC中存儲(chǔ)的邏輯值。瞬變的持續(xù)時(shí)間依賴于存儲(chǔ)元件18a的狀態(tài)。如果存儲(chǔ)元件18a處于晶態(tài)并且閾值裝置18b被打開(kāi)，則當(dāng)列被施加一定電壓時(shí)，單元電流流經(jīng)所選存儲(chǔ)器單元MC，其中該電壓的幅值比在存儲(chǔ)元件18a具有較高電阻或處于復(fù)位狀態(tài)時(shí)的幅值大。當(dāng)施加一個(gè)恒定電流時(shí)，列線上產(chǎn)生的用于置位狀態(tài)的電壓相對(duì)于復(fù)位狀態(tài)較低。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)將處于或接近于穩(wěn)態(tài)的位線電壓(或另一個(gè)與位線電壓相關(guān)的電壓)和合適的參考電壓進(jìn)行比較的方式，來(lái)估計(jì)存儲(chǔ)器單元MC中存儲(chǔ)的邏輯值，例如該合適的參考電壓是應(yīng)用處于中間態(tài)或其等價(jià)物的操作參考存儲(chǔ)器單元所獲得的。該參考電壓例如可以被選定為當(dāng)存儲(chǔ)邏輯值"0"時(shí)的位線電壓和當(dāng)存儲(chǔ)邏輯值"1"時(shí)的位線電壓之間的一個(gè)中間值。為了避免對(duì)存儲(chǔ)器單元MC的偽讀取，在執(zhí)行讀取操作之前，可以將位線雜散電容CBu-C肌n放電。為此目的，提供了與位線BLl-BLn相聯(lián)的位線放電電路125「125n。在一個(gè)實(shí)施例中，在任一4喿作的之前和之后，可以啟動(dòng)位線放電電路125r125n使之處于存儲(chǔ)器裝置操作的位線放電階段，以放電位線雜散電容CBL廣CBLn。在一個(gè)實(shí)施例中，位線;故電電路125,-125n可以晶體管的方式實(shí)現(xiàn)，尤其是N-溝道MOSFET,其具有纟皮連接到相應(yīng)的位線BLl-BLn的漏端、被連接到提供取消選擇電壓Vdes的取消選擇電壓供電線Vdes的源端和由放電使能信號(hào)DIS—EN控制的柵端。在寫(xiě)入或讀取操作開(kāi)始之前，放電使能信號(hào)DIS—EN可被暫時(shí)確立到足夠高的正電壓，所以將所有的放電MOSFET打開(kāi)并連接位線BLl-BLn到取消選擇電壓供電線Vdes。流經(jīng)放電晶體管的放電電流導(dǎo)致位線雜散電容CBU-CBLn的放電，以達(dá)到取消選擇電壓Vdes。隨后，在選擇所期望字線WLl-WLm之前，放電使能信號(hào)DIS—EN被取消且關(guān)閉放電MOSFET。類(lèi)似地，所選的行和列線可被分別預(yù)充電到合適的安全啟動(dòng)電壓用于選擇和讀取或?qū)懭氩僮??？刂破?2可以是可編程裝置以控制單元的讀取和寫(xiě)入?？刂破?2可7包括刷新電路12。在一些實(shí)施例中，電路12也是可編程的。刷新循環(huán)可以以定時(shí)的間隔或事件檢測(cè)被自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，這里提到兩個(gè)實(shí)施例。參考圖2，陣列105中的單元MC可以形成于基底36上。在一個(gè)實(shí)施例中，基底36可包括耦合到選擇裝置18b的導(dǎo)電字線52。在一個(gè)實(shí)施例中，選擇裝置18b可形成于基底36中，并且可以是例如二極管、晶體管或以薄膜合金形成于基底上的不可編程的硫?qū)倩镞x擇裝置。選擇裝置18b可由不可編程的硫?qū)倩锊牧闲纬桑敳侩姌O71、硫?qū)倩锊牧?2和底部電極70。在一個(gè)實(shí)施例中，選擇裝置18b可以永久處于復(fù)位狀態(tài)。盡管在所描述的實(shí)施例中選擇裝置18b位于相變存儲(chǔ)元件18a的上面，但也可采用相反的方向。相反地，相變存儲(chǔ)元件18a能夠呈現(xiàn)置位或復(fù)位狀態(tài)，其在下文有更詳細(xì)的描述。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，相變存儲(chǔ)元件18a可包括絕緣體62、相變存儲(chǔ)材料64、頂部電才及66和勢(shì)壘膜68。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，較低電極60可被限定于絕緣體62內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，相變材料64可以是適用于非易失性存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備的相變材料。相變材料可以是具有電學(xué)性能(例如，電阻)的材料，其可通過(guò)施加諸如熱、光、電勢(shì)或電流的能量而被改變。相變材料的例子可包括硫?qū)倩锊牧匣螂p向材料。雙向材料可以是經(jīng)歷電的或結(jié)構(gòu)上變化的材料，并且一旦其被施加了電勢(shì)、電流、光、熱等就作為半導(dǎo)體工作。硫?qū)倩锊牧峡梢允前▉?lái)自周期表的列VI的至少一個(gè)元素的材料或包括一個(gè)或多個(gè)諸如碲、硫、硒中的任意元素的碌u族元素的材料。雙向的和硫?qū)倩锊牧峡梢允强杀挥糜诖鎯?chǔ)信息的非易失性存儲(chǔ)材料。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)材料64可以是由碲-鍺-銻(TexGeySbz)類(lèi)的材料或GeSbTe合金組成的硫?qū)倩镌?，雖然本發(fā)明的范圍并不僅限于這些材料。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，快速結(jié)晶的硫?qū)倩锖辖鹂杀挥米鞔鎯?chǔ)材料64。相對(duì)快速的置位和復(fù)位操作允許用相變存儲(chǔ)器替換動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。在室溫下，可犧牲數(shù)據(jù)保留有效期或復(fù)位狀態(tài)的穩(wěn)定性以獲得置位狀態(tài)的快速編程，由于動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器替代裝置并不旨為非易失性存儲(chǔ)器單元。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)材料64可以具有足夠高的結(jié)晶速度8以在10納秒或更短時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)置位狀態(tài)的編程?？蔂奚鼣?shù)據(jù)保留時(shí)間以獲得這些速度。在一些實(shí)施例中，可通過(guò)使用刷新可修正數(shù)據(jù)保留問(wèn)題，如一般在動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中所做的。通過(guò)以周期性間隔重新施加編程信號(hào)可刷新編程狀態(tài)。例如，刷新以諸如一個(gè)小時(shí)一次的時(shí)間間隔來(lái)進(jìn)行，或以諸如包括存儲(chǔ)材料64的基于處理器系統(tǒng)的啟動(dòng)的事件檢測(cè)來(lái)進(jìn)行。從GST三元相圖的不同區(qū)域可以獲得多種合適的硫?qū)倩锊牧?。第一區(qū)域位于Sb2Te3點(diǎn)上或其附近的GeTe-SB2Te3偽二相結(jié)線的遠(yuǎn)端。迅速結(jié)晶相變存儲(chǔ)材料的第二區(qū)域位于Sb69Te31處的SbTe低共熔點(diǎn)附近，且可包括諸如Ag,In,Ge或Sn的其它摻雜元素的添加。第三區(qū)域是沿GeSb線。以下為可能合適的合金的例子，包括<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>參看L.vanPietersen等的文章(J.Appl.Phys.Vol.9(2005)083520)。由于在非晶態(tài)下的熱不穩(wěn)定性，這些合金可能不適用于常規(guī)的相變存儲(chǔ)器。已經(jīng)被編程到復(fù)位狀態(tài)的單元被周期性的刷新以反向在使用合金的裝置操作期間自發(fā)發(fā)生的熱結(jié)晶，該合金例如上面所述的數(shù)據(jù)保留性差的合金。在一個(gè)實(shí)施例中，如果存儲(chǔ)材料64是非易失性相變材料，可通過(guò)施加電信號(hào)到存儲(chǔ)材料來(lái)編程存儲(chǔ)材料至至少兩個(gè)存儲(chǔ)器狀態(tài)中的一個(gè)。電信號(hào)可在大體上晶態(tài)和大體上非晶態(tài)之間改變存儲(chǔ)材料的相，其中大體上非晶態(tài)的存儲(chǔ)材料64的電阻大于大體上晶態(tài)的存儲(chǔ)材料的電阻。因此，在這個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)材料64可以適于被改變?yōu)殡娮柚捣秶鷥?nèi)的多個(gè)電阻值中的特定的一個(gè)以提供信息的數(shù)字或模擬存儲(chǔ)。可以通過(guò)施加電勢(shì)到線52和54或施加能熔化該材料的具有足夠幅值的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)材料的編程，以改變材料的狀態(tài)或相，因此產(chǎn)生通過(guò)存儲(chǔ)材料64的電勢(shì)。響應(yīng)于所施加的電勢(shì)或所施加的電流，電流可流經(jīng)存儲(chǔ)材料64的一部分，并可引起對(duì)存儲(chǔ)材料64的加熱。此加熱和隨后的冷卻可改變存儲(chǔ)材料64的存儲(chǔ)狀態(tài)或相。改變存儲(chǔ)材料64的相或狀態(tài)可改變存儲(chǔ)材料64的電學(xué)特性。例如，通過(guò)改變存儲(chǔ)材料64的相可改變材料64的電阻。存儲(chǔ)材料64也可^皮稱(chēng)為可編程電阻性材料或簡(jiǎn)單的稱(chēng)為可編程電阻材料。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)施加大約0伏特到線52和大約0.5到1.5伏特到上面的線54,可施加大約0.5到1.5伏特的電勢(shì)差到存儲(chǔ)材料64的一部分上。響應(yīng)于所施加的電勢(shì)，流經(jīng)存儲(chǔ)材料64的電流可引起對(duì)存儲(chǔ)材料的加熱。此加熱和隨后的冷卻可改變材料的存^"狀態(tài)或相。在"復(fù)位，，狀態(tài)，存儲(chǔ)材料可以是非晶態(tài)或半非晶態(tài)，而在"置位，，狀態(tài)，存儲(chǔ)材料可以是晶態(tài)或半晶態(tài)。非晶態(tài)或半非晶態(tài)的存儲(chǔ)材料的電阻大于晶態(tài)或半晶態(tài)的材料的電阻。復(fù)位和置位分別與非晶態(tài)和晶態(tài)的關(guān)聯(lián)是一種常規(guī)方式。也可采用其它常規(guī)方式。由于電流，存儲(chǔ)材料64可被加熱到相對(duì)較高的溫度以非晶化存儲(chǔ)材料和"復(fù)位，，存儲(chǔ)材料。將存儲(chǔ)體或存儲(chǔ)材料加熱到相對(duì)較低結(jié)晶溫度，以使存儲(chǔ)材料和"置位"存儲(chǔ)材料結(jié)晶。通過(guò)以下方式可實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)材料的不同電阻以存儲(chǔ)信息改變電流的量以及穿過(guò)存儲(chǔ)材料的存儲(chǔ)體的持續(xù)時(shí)間，或調(diào)整編程電流或電壓脈沖的后沿的邊沿變化率，例如通過(guò)使用小于100納秒的后沿的邊沿變化率以對(duì)位進(jìn)行復(fù)位或使用大于500納秒的后沿的邊沿變化率以對(duì)位進(jìn)行置位。通過(guò)測(cè)量存儲(chǔ)材料的電阻可讀取存儲(chǔ)材料64中所存儲(chǔ)的信息。例如，使用相對(duì)的線54、52可給存儲(chǔ)材料提供讀取電流，并且使用例如感應(yīng)放壓可與存儲(chǔ)器存儲(chǔ)元件所呈現(xiàn)的電阻成比例。為了選擇列54和行52上的單元MC，可操作用于該位置的所選擇的單元MC的選擇裝置18b。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，選擇裝置18b的激活允許電流流經(jīng)存4諸元件18a。在一些實(shí)施例中，在低電壓或低電場(chǎng)范圍A，裝置18b是關(guān)閉的且可呈現(xiàn)非常高的電阻。在閣值電壓的一半的偏壓下，例如0.4V,該關(guān)閉電阻的范圍可以從100000歐姆到大于IO千兆歐姆。裝置18b可保持在它的關(guān)閉狀態(tài)直到閾值電壓vt或閾值電流It將裝置18b切換到高導(dǎo)電的，低電阻的打開(kāi)狀態(tài)。在打開(kāi)裝置58后，通過(guò)裝置58的電壓下降到相對(duì)于閾值電壓稍微較低的電壓，被稱(chēng)作保持電壓VH,并且保持與闊值電壓非常接近。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，作為舉例，閾值電壓可以在1.1伏特的量級(jí)且保持電壓可在0.9伏特的量級(jí)。在通過(guò)驟回崩潰區(qū)(snapbackregion)之后，處于打開(kāi)狀態(tài)的裝置18b的壓降保持接近于保持電壓，同時(shí)流經(jīng)該裝置的電流被增加到某個(gè)相對(duì)高的電流水平。在該電流水平以上，裝置保持打開(kāi)，但是隨著壓降隨電流增加而增加，其顯示出有限微分電阻。裝置i8b可保持打開(kāi)直到經(jīng)過(guò)裝置18b的電流下降到特征保持電流值以下，該特征保持電流值依賴于形成裝置18b所使用的尺寸和材料。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，選擇裝置18b不改變相。它永久的保持非晶相并且在其整個(gè)操作壽命內(nèi)其電流-電壓特性可保持相同。在一個(gè)實(shí)施例中，作為舉例，對(duì)于直徑為0.5微米的、各自所占的原子百分比為16/13/15/1/55的TeAsGeSSe所形成的裝置18b，保持電流可在0.1-100微歐姆的量級(jí)。在此保持電流以下，裝置18b關(guān)閉并且返回到處于低電壓低電場(chǎng)的高阻狀態(tài)。裝置18b的閾值電流一般可具有與保持電流相同的量級(jí)。通過(guò)改變工藝變量可修改保持電流，該工藝變量例如頂部和底部電極材料和硫?qū)倩锊牧?。與諸如金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管或雙極型晶體管的常規(guī)存取裝置相比，裝置18b可給裝置的給定區(qū)域提供高的"通3各電;危"。在一些實(shí)施例中，處于打開(kāi)狀態(tài)的裝置18b的較高電流密度允許存儲(chǔ)元件18a使用較高的編程電流。存儲(chǔ)元件18a是相變存儲(chǔ)器，這使較大的編程電流相變存儲(chǔ)器裝置得到使用，其降低了對(duì)亞光刻特征結(jié)構(gòu)的需求，并降低了相應(yīng)工藝的復(fù)雜性、成本、工藝變化和裝置參數(shù)變化。一種用于尋址陣列12的技術(shù)釆用施加到所選列的電壓V以及施加到所選行的0電壓。對(duì)于裝置56是相變存儲(chǔ)器的情況，電壓V選定為大于裝置18b的最大閾值電壓與存儲(chǔ)元件18a的復(fù)位最大閾值電壓相加的和，但小于裝置18b的最小閾值電壓的二倍。換句話說(shuō)，在一些實(shí)施例中，裝置18b的最大閾值電壓與裝置18a的最大復(fù)位l萄值電壓相加的和小于V，且V小于裝置18b的最小閾值電壓的二倍。所有未選定的行和列可處于V/2的偏壓。利用此方法，在未選定的行和未選定的列之間不存在偏置電壓。這減小了背景泄漏電流。以此方式偏置陣列之后，可由所涉及的具體存儲(chǔ)器技術(shù)所需要的任何方式來(lái)編程并讀取存儲(chǔ)元件18a?？赏ㄟ^(guò)施加存儲(chǔ)元件相變所需的電流來(lái)編程使用相變材料的存儲(chǔ)元件18a，或者可通過(guò)施加較低電流來(lái)讀取存儲(chǔ)器陣列,確定裝置18a的電阻。對(duì)于相變存儲(chǔ)元件18a的情況，對(duì)陣列105中的給定所選位進(jìn)行編程可如下所示。對(duì)未選定的行和列可如所述進(jìn)行偏置以用于尋址。0伏特被施加到所選行。一個(gè)電流被施加到所選列上，其符合大于裝置18b的最大閾值電壓與裝置18a的最大閾值電壓相加的和?？梢赃x擇該電流的幅值、持續(xù)時(shí)間和脈沖形狀以將存儲(chǔ)元件18a置于所期望的相并因此處于所期望的存儲(chǔ)狀態(tài)?？梢匀缦滤鰣?zhí)行相變存儲(chǔ)元件18a的讀取。未選行和列可如前面所述進(jìn)行偏置。0伏特被施加到所選行。在所選列上施加一個(gè)其值大于裝置18b的最大閾值電壓，但小于裝置18b的最小閾值電壓與元件18a的最小閾值電壓相加的和的電壓。與所施加的電壓相一致的電流小于能夠編程或干擾存儲(chǔ)元件18a的當(dāng)前相的電流。如果置位相變存儲(chǔ)元件18a，存取裝置18b接通并向感應(yīng)放大器呈現(xiàn)出低電壓、高電流的狀態(tài)。如果復(fù)位裝置18a,則向感應(yīng)放大器呈現(xiàn)出較高電壓、較低電流的狀態(tài)。感應(yīng)放大器既可以比較產(chǎn)生的列電壓與參考電壓，也可以比較產(chǎn)生的列電流與參考電、、云上述讀取和編程方案僅僅是可以釆用的技術(shù)的例子。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以采用其它4支術(shù)。12為避免干擾作為相變存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)元件18a的置位，峰值電流可等于裝置18b的閾值電壓減去裝置18b的保持電壓的差值除以總的串聯(lián)電阻，該總的串聯(lián)電阻包括裝置18b的電阻、裝置18a的外部電阻加上裝置18a的置位電阻。對(duì)于短脈沖，該值可小于將開(kāi)始對(duì)置位進(jìn)行復(fù)位的最大編程電流。轉(zhuǎn)看圖3，其描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)500的一部分。系統(tǒng)500可用在無(wú)線裝置中，例如，蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、具有無(wú)線性能的膝上型或便攜式計(jì)算機(jī)、網(wǎng)頁(yè)平板、無(wú)線電話、尋呼機(jī)、即時(shí)通信裝置、數(shù)字音樂(lè)播放器、數(shù)碼相機(jī)、或其它適用于無(wú)線傳輸和/或接收信息的裝置。系統(tǒng)500可被用于以下任一系統(tǒng)無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)、無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)(WPAN)系統(tǒng)、或蜂窩網(wǎng)絡(luò)，^f旦本發(fā)明的范圍并不限于這個(gè)方面。系統(tǒng)500可以包括控制器510,輸入/輸出(1/0)裝置520(例如鍵盤(pán)、顯示器)、存儲(chǔ)器530、無(wú)線接口540,它們通過(guò)總線550彼此耦合。在一個(gè)實(shí)施例中，電池580可給系統(tǒng)500供電。應(yīng)該注意本發(fā)明的范圍并不限制于具有任意或所有這些部件的實(shí)施例?？刂破?10可以包括，例如，一個(gè)或多個(gè)微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器或類(lèi)似部件。存儲(chǔ)器530可被用于存儲(chǔ)傳輸?shù)较到y(tǒng)500或由其傳輸?shù)男畔?。可選地，存儲(chǔ)器530還可被用于存儲(chǔ)在系統(tǒng)500運(yùn)行期間由控制器510執(zhí)行的指令，且可被用于存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)?？蓪⒅噶钭鳛閿?shù)字信息來(lái)存儲(chǔ)，以及如此處公開(kāi)的，將用戶數(shù)據(jù)在該存儲(chǔ)器的一部分作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)存儲(chǔ)以及在另一部分作為模擬信息來(lái)存儲(chǔ)。作為另一例子，給定的部分可以一方面被如此標(biāo)記并存儲(chǔ)數(shù)字信息，然后被重新標(biāo)記并重新配置以存儲(chǔ)模擬信息?？捎梢粋€(gè)或多個(gè)不同類(lèi)型的存儲(chǔ)器提供存儲(chǔ)器530。例如存儲(chǔ)器530可以包括易失性存儲(chǔ)器(隨機(jī)存儲(chǔ)器的任一類(lèi)型)，諸如閃存的非易失性存儲(chǔ)器，和/或包括存儲(chǔ)元件18a的相變存儲(chǔ)器，其中存儲(chǔ)元件18a例如圖1所描述的存儲(chǔ)器100。I/O裝置520可被用于產(chǎn)生信息。系統(tǒng)500可使用無(wú)線接口540利用射頻(RF)信號(hào)來(lái)傳輸和接收發(fā)到和來(lái)自無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的信息。無(wú)線接口540的例子可以包括天線、或諸如偶極天線的無(wú)線收發(fā)器，但本發(fā)明的范圍并不限于此方面。1/0裝置520還可以傳輸能反映出存儲(chǔ)的內(nèi)容為數(shù)字輸出(如果存儲(chǔ)了數(shù)字信息)還是為模擬信息(如果存儲(chǔ)了模擬信息)的13電壓。雖然上面提供了無(wú)線應(yīng)用的例子，但本發(fā)明的實(shí)施例也可被用在非無(wú)線應(yīng)用中。在一些實(shí)施例中，由于相變存儲(chǔ)器可具有較少的層，相變存儲(chǔ)器可通過(guò)被嵌入諸如邏輯電路的其它電路變得更有效。對(duì)于一個(gè)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，要求邏輯不需要的多個(gè)附加層。在一些情況下，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器可需要10至15個(gè)半導(dǎo)體層。這些層可以是諸如相變存儲(chǔ)器的其它存儲(chǔ)器實(shí)際所需要的層的數(shù)目的二倍。在整個(gè)芯片中必須提供所有的層，即使它們僅被芯片的10%至15%使用。因此，通過(guò)由相變存儲(chǔ)器提供對(duì)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的插入式替換，可獲得多種優(yōu)點(diǎn)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可注意到使用相變存儲(chǔ)器代替DRAM對(duì)于系統(tǒng)500沒(méi)有區(qū)別。換句話說(shuō)，系統(tǒng)500可能已經(jīng)被設(shè)計(jì)為使用動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，但是如果以相變存儲(chǔ)器作為代替可以使其有效的使用。這可以獲得如上所述的各種優(yōu)點(diǎn)和此處未提及的其它優(yōu)點(diǎn)。雖然通過(guò)有限數(shù)量的實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解由此可進(jìn)行大量的修改和變化。附后的權(quán)利要求旨在覆蓋了所有在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的修改和變化。權(quán)利要求1.一種方法，包括刷新相變存儲(chǔ)器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括以周期性間隔進(jìn)行刷新。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括基于事件檢測(cè)進(jìn)行刷新。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括在小于IO納秒內(nèi)編程置位狀態(tài)。5.—種相變存儲(chǔ)器，包括硫?qū)倩飳?；穿過(guò)所述硫?qū)倩飳拥南鄬?duì)的觸點(diǎn)；和為所編程的相變存儲(chǔ)器提供刷新信號(hào)的電路。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的存儲(chǔ)器，其中所述電路以周期性間隔提供刷新。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的存儲(chǔ)器，其中所述電路基于事件檢測(cè)提供刷新。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的存儲(chǔ)器，其中所述硫?qū)倩飳釉贗O納秒或更少時(shí)間內(nèi)編程置位狀態(tài)。9.一種相變存儲(chǔ)器，包括在10納秒或更少時(shí)間內(nèi)編程置位狀態(tài)的^E克屬化物層；和穿過(guò)所述硫?qū)倩飳拥南鄬?duì)的觸點(diǎn)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的存儲(chǔ)器，包括為所編程的相變存儲(chǔ)器提供刷新信號(hào)的電路。11.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的存儲(chǔ)器，其中所述電路以周期性間隔提供刷新。12.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的存儲(chǔ)器，其中所述電路基于事件檢測(cè)提供刷新。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的存儲(chǔ)器，其中所述層在50。C具有至少兩年的存檔壽命。14.一種系統(tǒng)，包括處理器；和被耦合到所述處理器的相變存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器包括硫?qū)倩飳雍徒o所編程的相變存儲(chǔ)器提供刷新信號(hào)的電路。15.根據(jù)權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中所述電路以周期性間隔提供刷新。16.根據(jù)權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中所述電路基于事件檢測(cè)提供刷新。17.根據(jù)權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中所述^^屬化物層在10納秒或更少時(shí)間內(nèi)編程置位狀態(tài)。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種可代替動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器用于基于處理器系統(tǒng)的相變存儲(chǔ)器。在一些實(shí)施例中，用于相變存儲(chǔ)器的硫?qū)倩锊牧暇哂邢鄬?duì)高的結(jié)晶速度以使其能被快速編程?？蛇x擇具有高結(jié)晶速度和相應(yīng)的數(shù)據(jù)保留性差的材料?？赏ㄟ^(guò)提供刷新循環(huán)來(lái)補(bǔ)償差的數(shù)據(jù)保留性。文檔編號(hào)G11C16/02GK101461010SQ200780020932公開(kāi)日2009年6月17日申請(qǐng)日期2007年4月24日優(yōu)先權(quán)日2006年6月6日發(fā)明者S·J·赫金斯申請(qǐng)人:奧沃尼克斯股份有限公司