專利名稱：存儲器結(jié)構(gòu)單元的操作方法、數(shù)據(jù)讀取方法及集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種相變化存儲器裝置，特別是一種具有兩個(gè)以上電阻態(tài)的相變化存儲器結(jié)構(gòu)單元的操作方法、數(shù)據(jù)讀取方法及集成電路。
背景技術(shù)：
相變化的存儲器材料，例如以硫?qū)贋榛A(chǔ)的材料及其類似的材料，可通過使用適用于集成電路電平的電流，而在無定形相及結(jié)晶相之間導(dǎo)致相變化。一般無定形相的特征被界定為較一般結(jié)晶相具有較高的電阻，結(jié)晶相可被快速的感測來讀出數(shù)據(jù)。這些性質(zhì)引起大家對使用可編程的電阻材料來形成非易失性的存儲器電路的興趣，此非易失性的存儲器電路能被任意存取地讀取或?qū)懭?。在此提到的從無定形相到結(jié)晶相的變化一般為較低電流的操作。一般而言，設(shè)定操作的電流脈沖的強(qiáng)度不足以熔化在結(jié)構(gòu)單元中的活動區(qū)域，但加熱此活動區(qū)域至過渡溫度，在此溫度下，無定形相變化材料傾向于改變到結(jié)晶固態(tài)相。在此提到的從結(jié)晶相到無定形相的變化一般為較高電流的操作，其包括較短且較高的電流密度脈沖，以熔化或破壞結(jié)晶結(jié)構(gòu)。一般復(fù)位脈沖具有較短的持續(xù)時(shí)間及較快的下降時(shí)間，使得相變化材料快速冷卻， 驟冷(quench)相變化的程序，而讓至少一部分相變化材料穩(wěn)定在無定形固態(tài)相。通過減少在結(jié)構(gòu)單元中的相變化材料單元的大小，及/或電極與相變化材料間的接觸面積，復(fù)位所需電流量可被減少，以達(dá)到以較小的絕對電流值穿越相變化材料單元，而獲致較高的電流
也/又。相變化存儲器應(yīng)用上的一個(gè)限制起因于熱引起相過渡(phase transitions)的事實(shí)。因此，芯片所處環(huán)境中的熱可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)和可靠度的喪失。而且，芯片不能曝露于熱的環(huán)境中使用的限制產(chǎn)生另外技術(shù)應(yīng)用上的限制。特別是芯片可能在牽涉到熱循環(huán)的表面黏著操作(surface mountoperation)或其它安裝程序中，被安裝及電連接到襯底上的電路，例如組裝襯底或印刷電路板。舉例來說，表面黏著操作基本上包括焊料再流動程序，須要將組裝件(包括芯片)加熱到焊料合金的熔點(diǎn)(或共溶點(diǎn))左右。其它的安裝程序也牽涉到熱循環(huán)，而使得芯片會處于高溫中。這些將導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)單元中材料電阻的改變，而使得結(jié)構(gòu)單元不再能在程序中被讀取?；谶@些理由，現(xiàn)有技術(shù)的相變化存儲器芯片還無法保留安裝程序之前所儲存的數(shù)據(jù)。所以，電路板制造商必須在電路板組裝之后或在包含電路板的系統(tǒng)組裝之后，再儲存任何所需的數(shù)據(jù)于芯片上。這使得在許多應(yīng)用上，相變化存儲器裝置比起其它種類的非易失性存儲器較不受青睞。提供能在極端操作環(huán)境中使用的相變化存儲器芯片備受期待。通過使用能在電路板組裝程序的熱循環(huán)中保留數(shù)據(jù)的一種工藝，提供能在安裝到電路板之前進(jìn)行編碼的相變化存儲器芯片受到高度期待
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種相變化存儲器裝置，其能在經(jīng)歷例如牽涉焊接及高溫環(huán)境的安裝程序的熱事件后，仍能保留數(shù)據(jù)。一種集成電路包括單一位陣列相變化存儲器結(jié)構(gòu)單元，其包含儲存于其中的數(shù)據(jù)組。此數(shù)據(jù)組以陣列中一些具有第一電阻態(tài)的存儲器結(jié)構(gòu)單元及其它一些具有第二電阻態(tài)的存儲器結(jié)構(gòu)單元來呈現(xiàn)。第一電阻態(tài)對應(yīng)到具有第一溫度固化形態(tài)的結(jié)晶相活動區(qū)域， 而第二電阻態(tài)具有由第二形態(tài)的結(jié)晶相活動區(qū)域所提供的最小電阻。在此所用的術(shù)語一 “形態(tài)”關(guān)聯(lián)到存儲器材料的結(jié)構(gòu)及化學(xué)計(jì)量數(shù)，其中存儲器材料能根據(jù)施加到存儲器結(jié)構(gòu)單元活動區(qū)域的能量，而作區(qū)域性的變化。因此，第一溫度固化形態(tài)與第二形態(tài)的差異在于下列其中的一種或多種顆粒大小、相變化材料的化學(xué)計(jì)量數(shù)、添加物的濃度、添加物的分離，或其它貢獻(xiàn)到活動區(qū)域電阻變化的性質(zhì)。第一溫度固化形態(tài)的特征為被相較于第二形態(tài)更高的能量電流脈沖所引發(fā)；為結(jié)晶相；且在能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)單元中相變化材料從無定形相到結(jié)晶相的相過渡的熱張力下，能相較于第二形態(tài)保持較低的電阻。再者，溫度固化形態(tài)能具有一種結(jié)構(gòu)，其電阻不會下降，且反應(yīng)熱事件時(shí)也不會增加電阻超過一個(gè)預(yù)定量。第二形態(tài)的特征為被更低的能量所引發(fā)；為結(jié)晶相；且在能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)單元中相變化材料從無定形相到結(jié)晶相的相過渡的熱張力下，能相較于第一形態(tài)保持較高的電阻。第一形態(tài)可使用具有相對長的持續(xù)時(shí)間與較慢的下降時(shí)間的設(shè)定脈沖所引發(fā)，此設(shè)定脈沖具有相當(dāng)強(qiáng)度與持續(xù)時(shí)間來傳遞足夠?qū)е滦螒B(tài)變化的能量。第二形態(tài)可使用典型的設(shè)定脈沖，其下降時(shí)間足夠結(jié)晶相的形成，且其能量不足以導(dǎo)致較低的第一電阻態(tài)。操作相變化存儲器的方法描述為在存儲器的一些結(jié)構(gòu)單元中引發(fā)較低的電阻態(tài)， 而在存儲器的一些其它的結(jié)構(gòu)單元中引發(fā)較高的電阻態(tài)，其中較低的電阻態(tài)對應(yīng)于第一形態(tài)，較高的電阻態(tài)對應(yīng)于第二形態(tài)。制造包括具有預(yù)編碼的集成電路相變化存儲器的電路的方法描述為通過在存儲器的一些結(jié)構(gòu)單元中引發(fā)較低的電阻態(tài)，而在存儲器的一些其它的結(jié)構(gòu)單元中引發(fā)較高的電阻態(tài)，來在集成電路相變化存儲器中編碼數(shù)據(jù)組。該工藝牽涉到在編碼該數(shù)據(jù)組之后，安裝該集成電路相變化存儲器到襯底上。在安裝之后，該工藝牽涉到通過感測第一及第二電阻態(tài)以讀取數(shù)據(jù)組，其中第一及第二電阻態(tài)對應(yīng)到在安裝集成電路的熱事件之后的較低及較高電阻態(tài)。在本發(fā)明一特定實(shí)施例中，以下程序可被執(zhí)行將第一電阻態(tài)的結(jié)構(gòu)單元轉(zhuǎn)變成第三電阻態(tài)，將第二電阻態(tài)的結(jié)構(gòu)單元轉(zhuǎn)變成第四電阻態(tài)。甚至在牽涉到焊料焊接或其它熱循環(huán)的安裝工藝之后，第一及第二電阻態(tài)仍保持感測裕度(sensing margin)。第三及第四電阻態(tài)的特征為使用較高速度及較低功率時(shí)，有能力導(dǎo)致過渡(transition)的產(chǎn)生； 適用于執(zhí)行包括集成電路相變化存儲器的電路的任務(wù)功能。為了支持此程序，集成電路被描述成包括相變化存儲器結(jié)構(gòu)單元的陣列，其具有可在第一及第二模式中作業(yè)的感測電路。第一模式用來感測陣列中的數(shù)據(jù)值，以響應(yīng)用于預(yù)編碼的第一及第二電阻態(tài)。第二模式用于感測陣列中的數(shù)據(jù)值，以響應(yīng)使用于裝置的運(yùn)算的第三及第四電阻態(tài)?？刂齐娐芳捌珘弘娐繁获詈现猎撽嚵?，并被安排來對從預(yù)編碼的電阻態(tài)轉(zhuǎn)變到運(yùn)算模式的電阻態(tài)，執(zhí)行過渡程序。此程序包括使用第一模式的感測電路，通過感測第一及第二電阻態(tài)來讀取數(shù)據(jù)組；將第一電阻態(tài)的結(jié)構(gòu)單元轉(zhuǎn)變成第三電阻態(tài)，及將第二電阻態(tài)的結(jié)構(gòu)單元轉(zhuǎn)變成第四電阻態(tài)；以及使得之后使用第二模式的感測電路，數(shù)據(jù)組可被讀取。再者，在控制電路及
7偏壓電路的控制下，執(zhí)行的程序包括寫入程序，其通過在尋址的結(jié)構(gòu)單元中引發(fā)第三及第四電阻態(tài)，以于陣列中寫入數(shù)據(jù)；以及讀取程序，其使用第二模式的感測電路來讀取陣列中的數(shù)據(jù)。在過渡程序之前，集成電路可包括預(yù)編碼的數(shù)據(jù)組，此數(shù)據(jù)組以陣列中一些具有第一電阻態(tài)的存儲器結(jié)構(gòu)單元，以及陣列中其它一些具有第二電阻態(tài)的存儲器結(jié)構(gòu)單元來呈現(xiàn)。用于集成電路相變化存儲器所形成的相變化材料具有基本的化學(xué)計(jì)量數(shù)。用來在存儲器結(jié)構(gòu)單元中引發(fā)較低的電阻態(tài)的程序在此描述為包括施加電流脈沖，以導(dǎo)致結(jié)構(gòu)單元活動區(qū)域的化學(xué)計(jì)量數(shù)的改變，成為具有相較于基本材料的結(jié)晶相電阻更低的結(jié)晶相電阻的組合。用來引發(fā)較低電阻態(tài)的脈沖之強(qiáng)度可低于使活動區(qū)域熔化的門限值，其持續(xù)時(shí)間長到足以使活動區(qū)域的化學(xué)計(jì)量數(shù)進(jìn)行變化。舉例來說，當(dāng)基本相變化材料包括介電質(zhì)摻雜的GexSbyTez，例如Ge2Sb2Te5,通過施加電流脈沖來引發(fā)較低的電阻態(tài)，以導(dǎo)致結(jié)構(gòu)單元活動區(qū)域的化學(xué)計(jì)量數(shù)的改變，成為具有增加銻(Sb)濃度的組合?？梢园l(fā)現(xiàn)較低的電阻態(tài)比具有接近于基本化學(xué)計(jì)量數(shù)的化學(xué)計(jì)量數(shù)的結(jié)構(gòu)單元更低的電阻，例如遇到尚未經(jīng)歷引發(fā)變化的程序的結(jié)構(gòu)單元。術(shù)語「化學(xué)計(jì)量數(shù)」在此用來關(guān)聯(lián)到在體積可感測的相變化材料中的兩個(gè)或更多個(gè)物質(zhì)間的原子濃度的定量關(guān)系，其中體積的感測例如可使用能量色散X射線光譜(energy dispersive X-ray spectroscopy，簡稱EDX)或其它相關(guān)的技術(shù)。 再者，如前述說明，較低的電阻態(tài)的顆粒大小可以較大，來貢獻(xiàn)結(jié)構(gòu)單元中較低的電阻。使用具有能量不足以導(dǎo)致較低的第一電阻態(tài)的典型設(shè)定脈沖，能引發(fā)用于預(yù)編碼程序中的較高電阻態(tài)。使用具有下降時(shí)間的復(fù)位脈沖，能引發(fā)用于預(yù)編碼程序中的較高電阻態(tài)，其中的下降時(shí)間能避免過渡到結(jié)晶相，并藉此形成較低的第一電阻態(tài)。通過施加脈沖來引發(fā)結(jié)構(gòu)單元活動區(qū)域中的無定形相，可引發(fā)預(yù)編碼成第一電阻態(tài)的結(jié)構(gòu)單元被轉(zhuǎn)變成較高電阻態(tài)的第三電阻態(tài)。通過施加脈沖來引發(fā)結(jié)構(gòu)單元活動區(qū)域中的結(jié)晶相，可引發(fā)預(yù)編碼成第二電阻態(tài)的結(jié)構(gòu)單元被轉(zhuǎn)變成中等電阻態(tài)的第四電阻態(tài)。在此描述的技術(shù)能使相變化存儲器集成電路應(yīng)用于下述系統(tǒng)中，該系統(tǒng)為依賴非易失性存儲器來儲存組態(tài)數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序及其類似物，其基本上為使用可被預(yù)編碼的NOR 閃存來被執(zhí)行。因此，相變化存儲器集成電路可以被「設(shè)計(jì)入」(designed in)系統(tǒng)，而無須建立修改生產(chǎn)線的必要規(guī)格，來確保組裝后的嵌入式系統(tǒng)可被編程，亦無須增加費(fèi)用來執(zhí)行這些編程的程序。在此描述的溫度固化形態(tài)也可被用于許多集成電路應(yīng)用上的一次可編程的熔合， 例如對存儲器陣列、芯片簽章(chip signature)、芯片選擇編碼等的冗余編碼。在此描述的技術(shù)可使得相變化存儲器集成電路用于在更極端環(huán)境中使用的系統(tǒng)。在此描述的技術(shù)的更多的面向及優(yōu)點(diǎn)將以詳細(xì)的描述、附圖及權(quán)利要求，于以下提出。


為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉多個(gè)實(shí)施例，并配合附圖， 作詳細(xì)說明如下，其中圖1為半導(dǎo)體芯片在電路板上組裝階段的示意圖。圖2A及圖2B為表面黏著工藝階段的剖面示意圖。
圖3為表面黏著工藝的溫度時(shí)程表的示意圖。圖4為相變化存儲器結(jié)構(gòu)單元的剖面簡化示意圖。圖5為如圖4的相變化存儲器結(jié)構(gòu)單元的剖面簡化示意圖，其中活動區(qū)域是在低電阻態(tài)。圖6顯示現(xiàn)有技術(shù)在初始狀態(tài)、在「設(shè)定」程序之后的狀態(tài)及在「復(fù)位」程序之后的狀態(tài)下的存儲器結(jié)構(gòu)單元中的相變化材料的電阻的示意圖。圖7A為本發(fā)明一實(shí)施例在「設(shè)定」、「長設(shè)定」及「復(fù)位」程序下，活動區(qū)域中的溫度對時(shí)間的比較示意圖。圖7B及圖7C分別顯示一般設(shè)定及長設(shè)定操作下所代表性的電流脈沖波形。圖7D 圖7L顯示長設(shè)定脈沖的可供選擇的脈沖波形。圖7M為熱承載相對于設(shè)定脈沖長度的電阻飄移的示意圖。圖8A 圖8D為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，在結(jié)構(gòu)單元編程程序的各不同階段中，存儲器結(jié)構(gòu)單元中相變化材料的電阻的示意圖。圖9A 圖9B為本發(fā)明所描述的在第一及第二模式中，感測放大器的設(shè)定與結(jié)構(gòu)單元電阻的關(guān)系的示意圖。圖10為使用本發(fā)明所描述的使用長設(shè)定及設(shè)定程序編碼之后，探索性地顯示芯片在熱循環(huán)下對結(jié)構(gòu)單元電阻的效果的示意圖。圖11為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，適用于與存儲器陣列連接的感測放大器電路的例子。圖12為顯示包括具有本發(fā)明所描述的過渡及操作模式的PCM存儲器陣列的集成電路的簡化方塊圖。圖13為本發(fā)明所描述的組裝前寫入程序的流程圖。圖14為本發(fā)明所描述的在寫入程序后的組裝后讀取程序的過渡模式的流程圖。圖15 圖17為可供選擇的相變化存儲器結(jié)構(gòu)單元配置的剖面簡化示意圖。圖18為本發(fā)明所描述的溫度固化相變化存儲器的簡化方塊圖。圖19為試驗(yàn)芯片在下烘烤1小時(shí)之后，在設(shè)定及復(fù)位狀態(tài)下的電阻分布圖。圖20為試驗(yàn)芯片在245 V下烘烤1小時(shí)之前及之后，在初始狀態(tài)下的電阻分布圖。圖21為試驗(yàn)芯片在下烘烤1小時(shí)之前及之后，在設(shè)定狀態(tài)下的電阻分布圖。圖22為試驗(yàn)芯片在245°C下烘烤1小時(shí)之前及之后，在強(qiáng)設(shè)定及初始狀態(tài)下的電阻分布圖。圖23為試驗(yàn)芯片在245°C下烘烤1小時(shí)之后，在強(qiáng)設(shè)定及復(fù)位狀態(tài)下的電阻分布圖。圖M為試驗(yàn)芯片在IOM循環(huán)耐久性測試之后，強(qiáng)設(shè)定結(jié)構(gòu)單元的設(shè)定及復(fù)位狀態(tài)下的電阻分布圖，其中存儲器窗口大于強(qiáng)度的十倍以上。主要元件符號說明11、13:箭頭;12、14、16、18 芯片；12，、14，、16，、18，經(jīng)編碼的芯片；15:電路板；
112:連接線；113、213:連接墊;114、214:鑄模;115:連接指；116:引線；117:安裝腳；119 封裝殼；123,223 接合處；1 :電路板；125、225:接合處;145,265 焊料再流動；205 接合墊；206 襯底；207 連接地；212:凸塊；216 焊錫球；219 孔洞填滿物；220 倒裝芯片組裝；300:引線框架組裝；400、1500、1600、1700 相存儲器結(jié)構(gòu)單元；410、1510、1610、1710 活動區(qū)域；411、412 相變化材料；413、1513、1613 非活動區(qū)域；416、1516、1616、1716 存儲器單元；420:下電極；422、1517、1617 寬度;430:介電質(zhì)；440:上電極；581、584、587 上升沿；582、585、588 高度；583、586、589 下降沿;612、692、694、696、698 電阻數(shù)據(jù)線；652 虛線；700、702、703、704、705、706 方形脈沖；701:熔化門限;707、709、710、711、713、714、715、716、717 脈沖；708、712、718 拖拽沿；720,721 開關(guān)；725、726:電阻；
730:存儲器陣列；734、736 參考電流源；750 感測放大器；810,811 節(jié)點(diǎn)；1010、1810 集成電路;1012、1812 陣列；1014、1814 字線譯碼器和驅(qū)動器；1016、1816 字線；1018、1818 位線譯碼器；1020、1820 位線；1022、1822 ；地址；1024、1824 區(qū)塊；1026 數(shù)據(jù)總線；1028,828 輸入線；1030、1830 其它電路;1032、1832 輸出線；1034、1834 ；控制器；1036、1836 偏壓電路;1300、1301、1302、1303、1304、1305、1306、1307、1308、1402、1403、1404、1405、 1406、1407、1408 步驟；1520、1620、1720 第一電極；巧40、1640、1740 第二電極；1620、1640 表面；1813;保險(xiǎn)絲。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明現(xiàn)在將以更詳細(xì)并參照到附圖的方式進(jìn)行描述，其中附圖顯示可供選擇的特定的實(shí)施例與方法，并顯示實(shí)施例的特征及其與其它特征及結(jié)構(gòu)的關(guān)系，而非按照比例尺制作。為了增進(jìn)呈現(xiàn)的清楚性，在附圖中顯示了各種實(shí)施例，對應(yīng)到其它附圖中元件的元件沒有被特別地重新編號，雖然它們在所有附圖中可立即被識別。再者，為了呈現(xiàn)的清楚性，某些不會影響到了解本發(fā)明的特征并未顯示在附圖中。在此應(yīng)該可以了解到說明書所描述的并無意去限制本發(fā)明至特定所揭露的實(shí)施例及方法，而本發(fā)明可使用其它特征、元件、方法及實(shí)施例來實(shí)行。特定的實(shí)施例是用來說明本發(fā)明，而并非用來限定范圍，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求作定義。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以由下面的說明了解到各種等同的變化。圖1顯示出組裝半導(dǎo)體芯片在電路板或其它襯底上的階段。在這個(gè)例子中，合適的芯片的選擇，例如微控制單元MCU 12、相變化存儲器PCM14(其至少部分可使用來儲存碼或其它數(shù)據(jù)組)、隨機(jī)存取存儲器MM 16，及輸入/輸出I/O裝置18被「設(shè)計(jì)入」 (designed in)包含電路板的電子產(chǎn)品。在一個(gè)或多個(gè)選擇的芯片中的非易失性存儲器能被制造者進(jìn)行編程，如箭頭11所指示，例如在各芯片的組裝之前或之后使用程序及測試系統(tǒng)進(jìn)行編程。在這個(gè)例子中，使用組裝前編碼程序?qū)CM 14進(jìn)行編程，以產(chǎn)生經(jīng)編碼的 PCM 14’。再者，在其它芯片的任何編碼也可在這個(gè)階段進(jìn)行，以產(chǎn)生適合本領(lǐng)域特定用途的經(jīng)編碼的芯片12’、14’、16’、18，的組合。這些經(jīng)編碼的芯片隨后如箭頭13所示被安裝在電路板15(例如主機(jī)板)或其它襯底上。安裝芯片到襯底上的程序須要加熱芯片的熱循環(huán)。而在熱循環(huán)中，在經(jīng)編碼的PCM中的存儲器結(jié)構(gòu)單元可能被加熱到相變化存儲器材料的固態(tài)相變化的過渡溫度(transition temperature)之上。再者，在已知如單芯片系統(tǒng) (system-on-a-chip,SOC)裝置的一些實(shí)施例，包含相變化存儲器陣列及其它電路的單芯片可用于取代如圖1中所示的四個(gè)裝置。如以下更詳細(xì)的討論，在這個(gè)例子中的經(jīng)編碼的PCM被配置來使用第一較低電阻態(tài)和第二較高電阻態(tài)，來儲存數(shù)據(jù)組，其中在安裝程序中所遇到的熱循環(huán)中，較高電阻態(tài)不會過渡到較低電阻態(tài)。選擇性地，在安裝程序中所遇到的熱循環(huán)完成之后，經(jīng)編碼的PCM須經(jīng)一過渡程序，優(yōu)選為使用芯片上控制電路(on-chip control circuit)，來改變在第一電阻態(tài)的結(jié)構(gòu)單元成為第三電阻態(tài)，并改變在第二電阻態(tài)的結(jié)構(gòu)單元成為第四電阻態(tài)，以在安裝后編碼階段形成經(jīng)編碼的PCM 14’。第三電阻態(tài)與第四電阻態(tài)之間的過渡被用來在存儲器中寫入數(shù)據(jù)，且可使用設(shè)定與復(fù)位脈沖而被引發(fā)，其中設(shè)定與復(fù)位脈沖可引發(fā)結(jié)構(gòu)單元活動區(qū)域中的快速相變化，該結(jié)構(gòu)單元適合用于電子產(chǎn)品任務(wù)功能的PCM芯片的運(yùn)算。用于在安裝前程序中引發(fā)第一電阻態(tài)的程序在此描述，其中安裝前程序包括施加一個(gè)或多個(gè)「長設(shè)定」 (long set)脈沖，其導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)單元中建立一較低的電阻態(tài)。用于在安裝前程序中引發(fā)第二電阻態(tài)的程序在此描述，其中安裝前程序包括施加可選擇性的一個(gè)或多個(gè)設(shè)定脈沖(set pulse)或一個(gè)或多個(gè)復(fù)位脈沖(reset pulse)。雖然安裝程序可能導(dǎo)致被編程到第二電阻態(tài)的結(jié)構(gòu)單元經(jīng)歷一些擾亂，其反映在結(jié)構(gòu)單元電阻的降低，但被擾亂的結(jié)構(gòu)單元仍能良好地保持電阻在與第一電阻態(tài)相關(guān)聯(lián)的低電阻范圍之上。因?yàn)檫@個(gè)理由，儲存在使用安裝前程序的PCM芯片中的數(shù)據(jù)組，在安裝之后仍能被讀取。再者，芯片的操作模式在安裝之后能被改變，所以數(shù)據(jù)能使用更有效的設(shè)定及復(fù)位程序被讀取及寫入。另外一種選擇，在引發(fā)第一較低電阻態(tài)的區(qū)域的操作時(shí)，使用長設(shè)定脈沖(long set pulse)，芯片可在結(jié)構(gòu)單元被保持在第一及第二電阻態(tài)的模式下被配置來做運(yùn)算。此可被視為熱固化相變化存儲器芯片，可在更極端的熱環(huán)境中操作，也可在一般環(huán)境下操作， 而不須要被重新恢復(fù)(refreshed)。包含可擾亂現(xiàn)有技術(shù)的相變化存儲器結(jié)構(gòu)單元的熱程序的代表性的安裝程序在圖2A、2B中被探討。表面黏著操作的階段顯示在圖2A、2B中。在這些圖所顯示的例子中， 引線框架組裝300及倒裝芯片組裝220被安裝及電連接到曝露在電路板IM的組裝面上的接合處123、223。在這個(gè)例子中的引線框架組裝300包括半導(dǎo)體鑄模(semiconductor die) 114，其安裝到引線116朝上的活動面。在鑄模中的連接墊113經(jīng)由連接線112被電連接到引線 116上的連接指(bond finger) 115上的連接處。鑄模114、連接線112及連接指115被封入保護(hù)性的封裝殼119內(nèi)，而構(gòu)成組裝主體，而引線116從組裝主體凸出。引線116具有狗腿形狀，所以安裝腳117位于組裝主體之下，而當(dāng)引線116的安裝腳117固定在接合處123上時(shí)，在組裝主體的下方平面及電路板的上方平面之間留有空隙。在這個(gè)例子中的倒裝芯片組裝220包括鑄模214，其安裝到組裝襯底206上的倒裝芯片，并電連接到組裝襯底206上的電路。電傳導(dǎo)性的球或凸塊212(典型為金屬，例如金或焊錫)被安裝在鑄模214上的連接墊213。連接到襯底206上的電路的接合墊205曝露在襯底206的鑄模接合平面，以提供接合處與連接球或凸塊212作接合。在襯底206的反面的第二級連接地207 (interconnect lands)經(jīng)由襯底206上的電路被連接到接合墊205。 孔洞填滿物219則填滿鑄模214的活動面與組裝襯底206的鑄模安裝面之間的空間，以完成組裝。焊錫球216則被安裝到連接地207上，以提供倒裝芯片組裝220到電路板上的接合處223之間的連接。引線框架組裝300及倒裝芯片組裝220的第二級連接可經(jīng)由焊接引線框架腳117 與第二級連接焊錫球216在接合處123、223上來完成。典型地，在安裝引線框架組裝300 及倒裝芯片組裝220之前，可通過沉積少量焊錫或焊涂料(例如鍍上去或印刷上去)于接合處(對倒裝芯片的連接，焊錫或焊涂料可選擇性地省略)，來準(zhǔn)備電路板。然后，組裝物的方位可調(diào)整，使得腳117與焊錫球216對應(yīng)電路板上的接合處123、223排列。組裝物可朝向電路板移動，使得腳117與焊錫球216停留在焊錫或焊涂料125、225上。之后，焊錫或焊涂料(或第二級連接焊錫球)被加熱使焊錫或焊涂料再流動，以完成電連接。典型地，在焊錫或焊涂料被提供之處，腳或球會被再流動的焊料所濕潤，使得焊料流動于接合處123、223的表面上及流動于該腳或球下方表面，如圖2B中的145及265所
7J\ ο加熱使焊錫或焊涂料再流動，一般為將組裝物送入再流動烤箱，依據(jù)適用于特定焊料的時(shí)間/溫度時(shí)程表，來提高組裝物的溫度。圖3顯示用于傳統(tǒng)焊錫(虛線)及無鉛 SMg焊錫的再流動加熱時(shí)程表的例子。無鉛焊錫具有較高的熔點(diǎn)，再流動較緩慢。因此， 無鉛焊錫的組裝物比起傳統(tǒng)焊錫的組裝物，必須被加熱到較高的溫度，并在該溫度維持較長的時(shí)間。對于典型的無鉛焊錫，在預(yù)熱階段，溫度會提高到150 180°C，而持續(xù)約60 120秒；然后，在再流動階段的持續(xù)時(shí)間超過30秒，在此期間溫度被更快速地提升到峰值溫度(約240°C )，并保持約10 20秒或更長，然后溫度再下降；通過再流動階段的溫度超過220°C。對于傳統(tǒng)焊錫，在預(yù)熱階段，溫度會提高到140 170°C，而持續(xù)約60 120秒； 然后，在再流動階段的持續(xù)時(shí)間超過30秒，在此期間溫度被更快速地提升到峰值溫度(約 225°C )，并保持約5秒或更長；通過再流動階段的溫度超過200°C。如在上述現(xiàn)有技術(shù)中所述，包括硫?qū)贋榛A(chǔ)的材料或其它材料的以相變化為基礎(chǔ)的存儲器材料可以被應(yīng)用到存儲器結(jié)構(gòu)單元中。硫?qū)贋榛A(chǔ)的相變化材料中的一類包含主成份為鍺(Ge)、銻(Sb)及碲(Te)的各類組合。這一類的材料被視為GST材料。相變化材料的合適成份具有基本化學(xué)計(jì)量數(shù)，其實(shí)際的化學(xué)式為Ge2Sb2Te515其它的GST的化學(xué)計(jì)量數(shù)包括例如Gejb2Te^ Gejb2Te^Gejb4Te7及其混合物。更一般化，基本相變化材料可包括Ge(!^b(2y)Te(x+3y)，其中χ及y為包括0的整數(shù)。其它除了 Ge^Te為主的材料以外的可用的基本相變化材料包括( 系統(tǒng)，其可表示為，而χ及 y為整數(shù)。可選擇性地，基本相變化材料也可選自Ag(x)h(y)Sb2I^系統(tǒng)，其中χ及y為小數(shù)， 可以小于1。摻雜的相變化材料也可以被使用，此相變化材料的基本化學(xué)計(jì)量數(shù)具有實(shí)際化學(xué)
13式例如Ge2Sb2I^5，加上介電質(zhì)摻雜，例如加入添加物為10 15%或更多的原子百分比的氧化硅，或其它例如氮化硅等的介電質(zhì)。美國專利申請案，名稱「Dielectric Mesh Isolated Phase Change Structure for Phase Change Memory」，艮口「用于相變化存儲器的介電質(zhì)網(wǎng)格分隔的相變化結(jié)構(gòu)」，申請?zhí)枮?2/觀6，874，可當(dāng)作參考。再者，復(fù)合物摻雜也可被使用，例如描述在審理中的美國專利申請案，其申請?zhí)枮?12/729，837，名禾爾「Phase Change Memory Having One or More Non-Constant Doping」， 即「具有一或更多非固定的摻雜量的相變化存儲器」，申請日為2010年3月23日，可當(dāng)作參考。Ge2Sb2I^5具有熔點(diǎn)約175°C，而其它的化學(xué)計(jì)量數(shù)的材料有較低的熔點(diǎn)。在再流動操作的預(yù)加熱階段，溫度可提升至接近(或可超過)這個(gè)溫度，；然后，在再流動階段，組裝物可維持在這個(gè)溫度之上。結(jié)果，無定形相材料可過渡到結(jié)晶相，因此將失去已經(jīng)儲存的任何數(shù)據(jù)。因?yàn)檫@個(gè)理由，在現(xiàn)有技術(shù)中，于安裝前，PCM為主的存儲器是尚未被編碼的。圖4顯示相存儲器結(jié)構(gòu)單元400的剖面示意圖，其中存儲器結(jié)構(gòu)單元400包括由相變化材料為主體所構(gòu)成的存儲器單元416。存儲器結(jié)構(gòu)單元400包括第一電極420及第二電極440。第一電極420延伸通過介電質(zhì)430，而接觸到存儲器單元416的底面，而第二電極440則位于存儲器單元416之上。第一及第二電極420、440可包含例如TiN或TaN。 另外的選擇，第一及第二電極420、440的任一個(gè)可用W、WN、TiAlN或TaAIN，或進(jìn)一步包含一個(gè)或多個(gè)元素，其選自摻雜的 Si、Si、C、Ge、Cr、Ti、W、Mo、Al、Ta、Cu、Pt、Ir、La、Ni、N、0、 Ru或其組合物。在顯示的實(shí)施例中，介電質(zhì)430包括SiN。此外，其它介電質(zhì)也可選擇性地使用。從圖4中可以看出，第一電極420的相對較窄的寬度422(在一些實(shí)施例中可以是直徑)導(dǎo)致第一電極420與存儲器單元416之間的接觸面積小于第二電極440與存儲器單元416的接觸面積。因此，電流集中在存儲器結(jié)構(gòu)單元416中鄰接第一電極420的部分，而產(chǎn)生接觸或接近第一電極420的活動區(qū)域410，如圖所示。存儲器單元416也包括了在活動區(qū)域410之外的非活動區(qū)域413，顧名思義其在操作中是不活動的而并不進(jìn)行相過渡。存儲器單元416包括基本相變化材料。存儲器單元416的基本相變化材料在一個(gè)例子中包括Ge2Sb2Te515基本材料可被定義為選自相變化材料的元素的組合，并以該材料的濃度特性被沉積。當(dāng)加入添加物，基本材料中的元素彼此的相對濃度并未改變。更確切地說，在基本相變化材料被摻雜添加物的例子中，二氧化硅沿著上下電極420、440之間的電極間電流路徑有添加物濃度輪廓 (additiveconcentration profile)。在這個(gè)添加物濃度輪廓中，二氧化硅中的氧和硅成份可具有組合濃度約15% (Si為5%加0為10% )。如上述，其它相變化材料及其它添加物也可以使用?；顒訁^(qū)域410由摻雜的相變化材料411所構(gòu)成。摻雜的相變化材料411具有與基本材料相同的化學(xué)計(jì)量數(shù)，且具有產(chǎn)生自制造過程中對芯片處理的固態(tài)相；在這個(gè)例子中，該材料具有對應(yīng)于初始電阻態(tài)的電阻態(tài)。圖5探索地顯示圖4的存儲器結(jié)構(gòu)單元，其中活動區(qū)域410由摻雜的相變化材料 412所構(gòu)成，其具有與初始態(tài)材料不同的形態(tài)，為施加「長設(shè)定脈沖」的結(jié)果。使用穿透電子顯微鏡(transmission electron microscopy, TEM)可觀察到在裝置制造之后的初始態(tài)， 包括活動區(qū)域410及非活動區(qū)域413的相變化材料的存儲器單元416具有多晶形態(tài)，其具有相對小的顆粒大小，均勻地分布在下電極420之上。再者，在曝露集成電路于下烘烤1小時(shí)后，在TEM影像中可觀察到初始態(tài)的多晶形態(tài)的外觀并未改變。在強(qiáng)設(shè)定脈沖之后，如以下更詳細(xì)的描述形態(tài)發(fā)生變更，使得在下電極420之上的活動區(qū)域410包括相變化材料較大的顆粒。再者，在曝露集成電路于下烘烤1小時(shí)后，在下電極420之上的較大顆粒仍然可在TEM影像中看到。在復(fù)位脈沖之后，在下電極420之上的活動區(qū)域410 變成無定形相。再者，在曝露集成電路于245°C下烘烤1小時(shí)后，之前的無定形相區(qū)域產(chǎn)生結(jié)晶，在下電極420之上呈現(xiàn)相對較小的顆粒。在以GST為主的系統(tǒng)中，可以觀察到活動區(qū)域進(jìn)行化學(xué)計(jì)量數(shù)的偏移，其為「長設(shè)定」操作的結(jié)果，而導(dǎo)致增加銻的濃度。使用長設(shè)定操作以獲得低電阻的解釋可為當(dāng)銻級數(shù)增加，富含銻(Sb-rich)的化學(xué)計(jì)量數(shù)的GST具有相對較低的電阻。再者，在長設(shè)定脈沖之后，活動區(qū)域410能具有相對于初始態(tài)及被設(shè)定脈沖所引發(fā)的設(shè)定態(tài)的顆粒大小更大的顆粒大小。使用長設(shè)定操作以獲得低電阻的解釋可為在活動區(qū)域中的大顆粒大小產(chǎn)生在讀取時(shí)在電流路徑上具有較少顆粒邊界的結(jié)構(gòu)；因此，當(dāng)顆粒大小增加，便產(chǎn)生相對較低的電阻。再者，使用長設(shè)定操作以獲得低電阻的解釋可為介電質(zhì)摻雜或其它添加物與相變化材料，因施加長設(shè)定脈沖的能量所產(chǎn)生的結(jié)果，會以降低電阻的方式而彼此作用。上述這些解釋的任何一個(gè)或全部可能對使用長設(shè)定脈沖所獲致的形態(tài)的獨(dú)特性質(zhì)產(chǎn)生貢獻(xiàn)。這個(gè)形態(tài)可命名為「溫度固化形態(tài)」，因?yàn)樵跓釕?yīng)力下，其所具有的最大電阻不會超過一個(gè)預(yù)定的最大值。試驗(yàn)顯示使用這個(gè)技術(shù)，可容忍模擬的245°C下烘烤1小時(shí)的熱程序，而沒有數(shù)據(jù)的損失。在其它的相變化材料中，相似的溫度固化形態(tài)可以被期待。當(dāng)材料的混合焓隨著活動區(qū)域的熱力性質(zhì)作改變，導(dǎo)致可與結(jié)晶相形態(tài)區(qū)別的較低電阻形態(tài)的形成，該結(jié)晶相形態(tài)為存儲器結(jié)構(gòu)單元所采用以響應(yīng)熱程序，例如焊接程序或其它熱程序。圖6顯示位計(jì)數(shù)對電阻的對數(shù)-對數(shù)坐標(biāo)圖，其中配置如圖5中的測試芯片的代表性電阻狀態(tài)(「數(shù)據(jù)線」)被顯示，其中使用的GST材料包括初始態(tài)、設(shè)定態(tài)(在「設(shè)定」 程序之后的狀態(tài))，及復(fù)位態(tài)(在「復(fù)位」程序之后的狀態(tài))。初始態(tài)為包括相變化材料的鑄模的制造之后的材料狀態(tài)，此工藝的溫度可達(dá)400°C或以上，且此工藝在任何「設(shè)定」或 「復(fù)位」編程之前。在此初始態(tài)中，在芯片上的相變化材料能呈現(xiàn)多晶相，其具有數(shù)據(jù)線標(biāo)示為「初始」的電阻。如上述的「設(shè)定」操作一般為比「復(fù)位」操作較低的電流操作，并由施加設(shè)定脈沖所引發(fā)，其中設(shè)定脈沖的長度約在10微秒或較短的范圍內(nèi)，而強(qiáng)度足夠使得無定形相材料的結(jié)構(gòu)單元的活動區(qū)域過渡到結(jié)晶相或多晶相。此「設(shè)定」態(tài)能具有比初始態(tài)更低的電阻，結(jié)果為標(biāo)示為「設(shè)定」態(tài)的電阻數(shù)據(jù)線是更低的。如上述的「復(fù)位」操作一般為比「設(shè)定」操作較高的電流操作，并由施加復(fù)位脈沖所引發(fā)，其中復(fù)位脈沖的長度約在數(shù)十納秒的范圍內(nèi)，而強(qiáng)度足夠使得結(jié)晶相材料的結(jié)構(gòu)單元的活動區(qū)域過渡到無定形相。復(fù)位脈沖快速切斷的結(jié)果，相變化程序被驟冷，而至少有一部分的相變化材料穩(wěn)定在無定形相。 因?yàn)椤笍?fù)位」態(tài)比初始態(tài)或「設(shè)定」態(tài)有更多無定形相，所以標(biāo)示為「復(fù)位」態(tài)的電阻數(shù)據(jù)線是較高的。一種改良的編碼方法在此描述，其包括「長設(shè)定脈沖」(long set pulse)，產(chǎn)生低電阻的「超級設(shè)定」(super-set)態(tài)。圖7A顯示脈沖形狀，名義上以電流量對時(shí)間作圖，施行「設(shè)定」、「長設(shè)定」及「復(fù)位」操作?！冈O(shè)定」操作被具有上升沿587的脈沖所引發(fā)。在此上升沿，相變化材料的溫度從室溫增加到結(jié)晶化過渡溫度之上，其名義上電流穿過圖中的 T。線，但低于熔化溫度，其名義上電流穿過圖中的Tm線。然后，保持脈沖在高度588，使材料保持在該溫度維持一段足以建立「設(shè)定」態(tài)的時(shí)間。此脈沖有下降沿589，其下降相對緩慢， 逐漸降低溫度至室溫，使得材料安定在結(jié)晶相。「復(fù)位」操作必須有非常陡的上升沿584到達(dá)一個(gè)強(qiáng)度，其能傳遞足夠能量至活動區(qū)域，使得相變化材料的溫度超過熔點(diǎn)Tm，其名義上電流穿過圖中的Tm線；然后，維持脈沖在高度585，以使得溫度維持在該溫度一段非常短的時(shí)間；此脈沖有快速的下降沿586，以快速下降溫度至室溫，使得材料在固化于無定形相之前沒有足夠時(shí)間結(jié)晶。「長設(shè)定」操作被具有上升沿581的脈沖所引發(fā)。在此上升沿，相變化材料的溫度從室溫增加到結(jié)晶化過渡溫度之上，其名義上電流穿過圖中的T。線，但低于熔化溫度，其名義上電流穿過圖中的Tm線；然后，保持脈沖在高度582，使材料保持在該溫度維持一段足以建立「設(shè)定」態(tài)的時(shí)間；此脈沖有下降沿583，其下降相對緩慢，以逐漸下降溫度至室溫，使得材料安定在具較低電阻的溫度固化形態(tài)和結(jié)晶相，而建立「超級設(shè)定」態(tài)。從圖7A可以觀察到長設(shè)定脈沖在比典型的設(shè)定脈沖更長的時(shí)間區(qū)間內(nèi)，明顯傳遞了更多的能量。在顯示的例子中，長設(shè)定脈沖的峰值是低于達(dá)到熔化溫度Tm所需的電流電平?？梢云诖趯?shí)施例中，長設(shè)定脈沖所傳遞的能量可能足夠?qū)е禄顒訁^(qū)域的溫度超過熔化溫度Tm。然而，該脈沖的緩慢拖拽的下降沿583可確保在活動區(qū)域中的材料在冷卻時(shí)將結(jié)晶，以呈現(xiàn)穩(wěn)定的固態(tài)一「超級設(shè)定」態(tài)。長設(shè)定脈沖的實(shí)際脈沖波形可被改變以適合特定的實(shí)施例，且可由經(jīng)驗(yàn)決定。圖7B及7C分別顯示一般設(shè)定脈沖及長設(shè)定脈沖。在圖7B中，設(shè)定脈沖顯示為具有脈沖長度為3微秒，具有最大電流600微安，每階梯為500納秒，共下降6階梯。圖7C顯示長設(shè)定脈沖具有脈沖長度為192微秒，具有最大電流1760微安，每階梯為12微秒，共下降16階梯。更典型的長設(shè)定脈沖實(shí)質(zhì)上較短并具有較低的強(qiáng)度。然而，長設(shè)定脈沖實(shí)質(zhì)上比電平設(shè)定脈沖有更多能量，提供活動區(qū)域中運(yùn)動變化所需的能量，以形成溫度固化的長設(shè)定形態(tài)。長設(shè)定脈沖的特征為具有比用于建立較高電阻態(tài)的設(shè)定脈沖明確更多的能量含量(功率對時(shí)間的積分)。舉例來說，長設(shè)定脈沖具有至少10倍于電平設(shè)定脈沖的能量含量，而能引發(fā)溫度固化態(tài)。在一些例子中，長設(shè)定脈沖具有100倍于電平設(shè)定脈沖更多的能量含量，而能引發(fā)溫度固化態(tài)。在一些實(shí)施例中，可以期待長設(shè)定脈沖具有至少2倍于電平設(shè)定脈沖的能量含量，而能引發(fā)溫度固化態(tài)，其取決于存儲器的大小和配置，及相變化材料的組成。圖7D 7L顯示用于長設(shè)定操作的各種脈沖波形，可應(yīng)用來在結(jié)構(gòu)單元的相變化材料主體的活動區(qū)域中導(dǎo)致較低電阻修改過的形態(tài)。在圖7D中，具有較長持續(xù)時(shí)間和較快上升及下降沿的單一方形脈沖700被施加， 其振幅在熔化門限701之上，以對相變化材料產(chǎn)生在高溫相所累積的持續(xù)時(shí)間足夠在活動區(qū)域形成強(qiáng)設(shè)定形態(tài)。代表性的脈沖寬度的范圍從約0. 5毫秒到超過200毫秒，取決于使用的材料、存儲器結(jié)構(gòu)單元的配置、陣列中存儲器結(jié)構(gòu)單元的數(shù)量、在設(shè)定/復(fù)位循環(huán)數(shù)目中結(jié)構(gòu)單元的特定壽命，及其它因素。圖7E顯示長設(shè)定操作可以一序列的方形脈沖702、703來實(shí)施，其在高溫相所累積的持續(xù)時(shí)間足夠在活動區(qū)域形成強(qiáng)設(shè)定形態(tài)。
圖7F顯示長設(shè)定操作可以一序列逐步下降強(qiáng)度的方形脈沖704、705、706來實(shí)施，其在高溫相所累積的持續(xù)時(shí)間足夠在活動區(qū)域形成強(qiáng)設(shè)定形態(tài)。逐步下降強(qiáng)度可避免在結(jié)構(gòu)中形成接口層及區(qū)域性的不規(guī)則。圖7G顯示長設(shè)定操作可以單一脈沖707來實(shí)施，此脈沖707具有快速上升沿和具有固定或接近固定斜率的斜坡型拖拽沿或尾部708，其在高溫相所累積的持續(xù)時(shí)間足夠在活動區(qū)域形成強(qiáng)設(shè)定形態(tài)。形成脈沖的尾部708能使原子的移動更溫和，而不會突然停止(驟冷quench)。因此，可避免在活動區(qū)域形成接口層。對于具有快速拖拽沿的脈沖，該拖拽沿在比驟冷切斷(quench cutoff)更短的時(shí)間間隔內(nèi)的斜面為0，快速拖拽沿可被視為「驟冷」(quench)，其導(dǎo)致在活動區(qū)域的材料固化在無定形相。對Ge2Sb2I^5為主的相變化材料，此驟冷切斷約10納秒，但對不同的相變化材料，此時(shí)間將不同。在圖7G所示的實(shí)施例中，拖拽沿斜面具有明顯大于驟冷切斷的時(shí)間間隔，例如大于驟冷切斷時(shí)間的兩倍，也可以5倍到10倍長或更長。圖7H顯示長設(shè)定操作可以一序列的脈沖709、710來實(shí)施，此脈沖709、710具有相對長而固定或接近固定斜率的斜坡型拖拽沿，其在高溫相所累積的持續(xù)時(shí)間足夠在活動區(qū)域形成強(qiáng)設(shè)定形態(tài)。對于具有峰電流值足夠?qū)е聦ο嘧兓牧显诘谝怀掷m(xù)時(shí)間內(nèi)的活動區(qū)域的溫度超過熔化門限的脈沖，其斜坡型拖拽沿的電流強(qiáng)度在比驟冷切斷時(shí)間明顯更長的時(shí)間間隔內(nèi)下降。在這個(gè)例子中，可減少在相變化材料的主體內(nèi)形成接口。圖71顯示長設(shè)定操作可以單一脈沖711來實(shí)施，此脈沖711具有快速上升沿和具有改變斜率的斜坡型拖拽沿或尾部712，其中的斜率在拖拽沿的長度內(nèi)從相對較高的負(fù)斜率變換成接近0的斜率，其在高溫相所累積的持續(xù)時(shí)間足夠在活動區(qū)域形成強(qiáng)設(shè)定形態(tài)。對于具有峰電流值足夠?qū)е聦ο嘧兓牧显诘谝怀掷m(xù)時(shí)間內(nèi)的活動區(qū)域的溫度超過熔化門限的脈沖，其斜坡型拖拽沿的電流強(qiáng)度在比驟冷切斷時(shí)間更長的時(shí)間間隔內(nèi)下降。在這個(gè)例子中，可減少在相變化材料的主體內(nèi)形成接口。圖7J顯示長設(shè)定操作可以一序列脈沖713、714來實(shí)施，此脈沖713、714具有改變斜率且相對長尾部的斜坡型拖拽沿，其在高溫相所累積的持續(xù)時(shí)間足夠在活動區(qū)域形成強(qiáng)設(shè)定形態(tài)。在序列中的每個(gè)脈沖或只有序列中的最后一個(gè)脈沖的特征為具有峰電流值足夠?qū)е聦ο嘧兓牧显诘谝怀掷m(xù)時(shí)間內(nèi)的活動區(qū)域的溫度超過熔化門限，其斜坡型拖拽沿的電流強(qiáng)度在比驟冷切斷時(shí)間明顯更長的時(shí)間間隔內(nèi)下降。圖7K顯示長設(shè)定操作可以一序列脈沖715、716來實(shí)施，此脈沖713、714具有振幅逐步下降及相對長尾部的固定或接近固定斜率的斜坡型拖拽沿，其在高溫相所累積的持續(xù)時(shí)間足夠在活動區(qū)域形成強(qiáng)設(shè)定形態(tài)。在序列中的每個(gè)脈沖或只有序列中的最后一個(gè)脈沖的特征為具有峰電流值足夠?qū)е聦ο嘧兓牧显诘谝怀掷m(xù)時(shí)間內(nèi)的活動區(qū)域的溫度超過熔化門限，其斜坡型拖拽沿的電流強(qiáng)度在比驟冷切斷時(shí)間明顯更長的時(shí)間間隔內(nèi)下降。圖7L顯示長設(shè)定操作可以單一脈沖717來實(shí)施，此脈沖717具有快速上升沿和具有逐步下降的斜坡型拖拽沿或尾部718，其在高溫相所累積的持續(xù)時(shí)間足夠在活動區(qū)域形成強(qiáng)設(shè)定形態(tài)。圖7D 7L顯示長設(shè)定操作的各種脈沖波形。當(dāng)然，其它脈沖型式及脈沖序列也可應(yīng)用來達(dá)到在活動區(qū)域中導(dǎo)致形成強(qiáng)設(shè)定形態(tài)的結(jié)果。圖7M為對相變化材料在245°C下烘烤1小時(shí)，電阻變化(電阻飄移)對設(shè)定脈沖
17長度的示意圖。對于給定的脈沖強(qiáng)度，由于烘烤之故，較短的脈沖長度使得活動區(qū)域的形態(tài)進(jìn)行負(fù)電阻飄移。對較長的脈沖長度，電阻飄移是正的，并在當(dāng)溫度固化形態(tài)建立時(shí)飽和。 在這個(gè)例子中，對于比約60微秒更長的脈沖長度，電阻飄移約2. 5K歐姆。對使用在這些例子中的介電質(zhì)摻雜的GST材料來說，持續(xù)時(shí)間介于10至100微秒，最大電流強(qiáng)度介于1至 100微安，電流強(qiáng)度在10至20個(gè)相等的步階中降為0，或從脈沖開始附近的峰電流傾斜到末端為0的長設(shè)定脈沖能使長設(shè)定結(jié)構(gòu)單元的電阻分布移到IOK歐姆以下。較長及/或多重的長設(shè)定脈沖可能被需要來緊化長設(shè)定結(jié)構(gòu)單元的分布。對在此描述的技術(shù)的實(shí)施例， 長設(shè)定脈沖的特征可為一種電流脈沖，其足夠?qū)е禄顒訁^(qū)域呈現(xiàn)出由于之前描述的高溫烘烤所引起的電阻飄移飽和的形態(tài)。圖8A 8D所顯示在操作中的陣列中的電阻態(tài)在此描述。在這個(gè)例子中，在編程之前(圖8A)所操作并退火的結(jié)構(gòu)單元是在初始態(tài)692。對選擇的結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)組的編碼時(shí)，對一些結(jié)構(gòu)單元使用「長設(shè)定」操作，并對其他結(jié)構(gòu)單元使用「軟設(shè)定」操作，來對一些結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行編碼，以分別建立「超級設(shè)定」態(tài)698(圖8B)及「軟設(shè)定」態(tài)694(圖8C)。 稍后，芯片可被安裝或經(jīng)歷包括例如焊料再流動程序的熱事件。如上述，「超級設(shè)定」態(tài)及 「軟設(shè)定」態(tài)的電阻數(shù)據(jù)線實(shí)質(zhì)上是不被熱事件所擾動的?？蛇x擇性地，安裝的芯片可經(jīng)由 「復(fù)位」操作，以轉(zhuǎn)變在「超級設(shè)定」態(tài)的結(jié)構(gòu)單元成為「復(fù)位」態(tài)696(圖8D)；經(jīng)由「設(shè)定」 操作，以轉(zhuǎn)變在「軟設(shè)定」態(tài)的結(jié)構(gòu)單元成為「設(shè)定」態(tài)(未圖示)。在圖8D中，「設(shè)定」態(tài)結(jié)構(gòu)單元被當(dāng)作「1」結(jié)構(gòu)單元被讀取，而「復(fù)位」態(tài)結(jié)構(gòu)單元被當(dāng)作「0」結(jié)構(gòu)單元被讀取?？蛇x擇性地，「設(shè)定」態(tài)結(jié)構(gòu)單元也可被當(dāng)作「0」結(jié)構(gòu)單元被讀取，而「復(fù)位」態(tài)結(jié)構(gòu)單元?jiǎng)t被當(dāng)作「1」結(jié)構(gòu)單元被讀取。在「設(shè)定」態(tài)電阻數(shù)據(jù)線與 「復(fù)位」態(tài)電阻數(shù)據(jù)線間有足夠的「窗口」使得感測電路來區(qū)分它們；也就是說，感測電路能明確地讀取被給的結(jié)構(gòu)單元是「1」或是「0」。使用長設(shè)定脈沖，數(shù)據(jù)能以一數(shù)據(jù)值及初始態(tài)、復(fù)位態(tài)或設(shè)定態(tài)其中任一個(gè)作為其它數(shù)據(jù)值來被編碼。使用長設(shè)定脈沖來建立低電阻態(tài)能夠讓結(jié)晶相形態(tài)使用來儲存每結(jié)構(gòu)單元1位的數(shù)據(jù)，以與多位結(jié)構(gòu)單元區(qū)別；該多位結(jié)構(gòu)單元對于數(shù)據(jù)值中的一個(gè)，使用復(fù)位態(tài)，而對于多個(gè)其它數(shù)據(jù)值，則使用多個(gè)結(jié)晶相形態(tài)。相變化存儲器裝置可被設(shè)計(jì)來在本領(lǐng)域中使用長設(shè)定模式來操作。在另外的選擇中，集成電路在安裝后能被配置來從長設(shè)定模式改變成電平模式，以改善操作速度。在實(shí)施例中，使用將寫入程序從長設(shè)定模式改變成更典型的設(shè)定及復(fù)位模式的技術(shù)的感測電路能夠在至少兩種感測放大模式中操作一種在焊接前及「設(shè)定」及「長設(shè)定」操作后進(jìn)行感測； 另一種在焊接后接著的「設(shè)定」及「復(fù)位」操作之后進(jìn)行感測。這些顯示在圖9A及圖9B中。 在「設(shè)定」及「長設(shè)定」之后，而在焊接之前的感測放大電平(圖9A)必須在「超設(shè)定」態(tài)電阻數(shù)據(jù)線698及「軟設(shè)定」態(tài)電阻數(shù)據(jù)線694之間的感測窗口中操作，如箭頭標(biāo)示為S. A. 1 所示。在焊接之后的感測放大電平，其「設(shè)定」及「復(fù)位」操作(圖9B)必須在「設(shè)定」或「軟設(shè)定」態(tài)電阻數(shù)據(jù)線694及「復(fù)位」態(tài)電阻數(shù)據(jù)線696之間的感測窗口中操作，如箭頭標(biāo)示為S. A. 2所示。初始態(tài)電阻數(shù)據(jù)線692也顯示在此，而可被使用來在一些實(shí)施例中代表一數(shù)據(jù)值。圖10顯示相變化材料被加熱到對應(yīng)焊料再流動程序的溫度及所需時(shí)間的模擬， 其建議「長設(shè)定」脈沖所引發(fā)的較低電阻數(shù)據(jù)線在熱循環(huán)后實(shí)質(zhì)上并未改變；「軟設(shè)定」或「軟復(fù)位」脈沖所引發(fā)的較高電阻數(shù)據(jù)線則稍微變寬，如圖10虛線652所示，并飄移至較低電阻，而達(dá)到一電阻范圍，其最小電阻超過溫度固化低電阻態(tài)的最大電阻。使用「軟復(fù)位」操作來實(shí)現(xiàn)用于預(yù)編碼裝置的第二較高電阻態(tài)，則預(yù)編碼「軟設(shè)定」態(tài)也可能被實(shí)現(xiàn)?！杠洀?fù)位」操作涉及施加一復(fù)位脈沖到結(jié)構(gòu)單元，使所述結(jié)構(gòu)單元適應(yīng)來引起第二較高電阻態(tài)。在安裝期間遭遇熱循環(huán)之前，復(fù)位脈沖導(dǎo)致無定形活動區(qū)域的形成。在熱循環(huán)期間，無定形相活動區(qū)域可能轉(zhuǎn)移到較低電阻結(jié)晶相，以致較高電阻態(tài)的最小電阻由結(jié)晶相形態(tài)所提供，而結(jié)晶相形態(tài)是在熱應(yīng)力下從無定形相中由電阻中的飄移而造成。然而，造成的第二電阻態(tài)確保甚至在熱循環(huán)后，結(jié)構(gòu)單元具有高于較低電阻態(tài)的電阻。較高電阻態(tài)的最小電阻由一結(jié)晶相形態(tài)所提供，此結(jié)晶相形態(tài)在下列其中的一種或多種中與較低電阻態(tài)的溫度固化形態(tài)是不同顆粒大小、化學(xué)計(jì)量數(shù)、或介電質(zhì)摻雜結(jié)構(gòu)。圖11是溫度固化相變化存儲器裝置的簡化圖，此溫度固化相變化存儲器裝置包括一存儲器陣列730，且包括能夠在兩種感測模式中操作的感測電路。所提供的電路具有兩參考電流源734、736，且兩參考電流源734、736可切換地耦合到一參考節(jié)點(diǎn)810和感測放大器750的負(fù)載電路(由電阻725所代表)。一參考電流源734響應(yīng)插入開關(guān)720而用于一初始模式，另一參考電流源736響應(yīng)插入開關(guān)721而用于一運(yùn)算模式。相變化存儲器陣列 730經(jīng)由適當(dāng)?shù)淖g碼和偏壓電路而耦合到感測節(jié)點(diǎn)811和感測放大器750的負(fù)載電路726。 使用開關(guān)720、721或其它適當(dāng)?shù)目刂齐娐?，在芯片上的控制邏?顯示于圖12)控制模式之間的切換。在現(xiàn)有技術(shù)中，種種多模式感測放大器電路被用于感測多層結(jié)構(gòu)單元，且容易把這樣的電路調(diào)適到目前的使用。圖12為集成電路1010的簡化方塊圖。集成電路1010包括使用存儲器結(jié)構(gòu)單元而實(shí)現(xiàn)的存儲器陣列1012，且具有如此處所敘述的支持相變化存儲器的預(yù)編碼的雙模感測電路。字線譯碼器1014耦合到且與多個(gè)字線1016電性通訊，多個(gè)字線1016沿著存儲器陣列1012中的列(rows)被排列。位線(行)譯碼器1018與多個(gè)字線1020電性通訊，多個(gè)字線1020沿著存儲器陣列1012中的行(columns)被排列。地址在總線1022上被供應(yīng)到字線譯碼器和驅(qū)動器1014以及位線譯碼器1018。在區(qū)塊IOM中的雙模感測電路(感測放大器)和數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)經(jīng)由數(shù)據(jù)總線10 耦合到位線譯碼器1018。從集成電路1010 上的輸入/輸出端口來、或從集成電路1010內(nèi)部或外部的其它數(shù)據(jù)源來的數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)輸入線10 被供應(yīng)到在區(qū)塊IOM中的數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)。其它電路1030可能被包括在集成電路1010上，例如一通用處理器或?qū)Ｓ脩?yīng)用電路、或提供由陣列1012所支持的單芯片系統(tǒng) (system-on-a-chip)功能性的模塊的組合。從區(qū)塊IOM中的感測放大器來的數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)輸出線1032被供應(yīng)到在集成電路1010上的輸入/輸出端口、或到集成電路1010內(nèi)部或外部的其它數(shù)據(jù)目的地。在此例中所實(shí)現(xiàn)的一控制器1034使用一狀態(tài)機(jī)器而控制從偏壓電路1036中的電壓和電流源來的應(yīng)用電壓和電流，以應(yīng)用于相變化存儲器陣列的偏壓配置。通過感測第一和第二電阻狀態(tài)，耦合到陣列的所述控制電路和偏壓電路受配置來執(zhí)行過渡程序以在第一模式中用所述感測電路讀取數(shù)據(jù)組，且把在第一電阻狀態(tài)的結(jié)構(gòu)單元改變?yōu)榈谌娮锠顟B(tài)，并把在第二電阻狀態(tài)的結(jié)構(gòu)單元改變?yōu)榈谒碾娮锠顟B(tài)，以便在第二模式中使用所述感測電路，數(shù)據(jù)組是可讀取的，來通過在所尋址的結(jié)構(gòu)單元中引發(fā)第三和第四電阻態(tài)而執(zhí)行寫入程序以把數(shù)據(jù)寫入陣列，且來通過感測第三和第四電阻態(tài)，以在第二模式中使用所述感測電路，而執(zhí)行讀取程序以讀取在陣列中的數(shù)據(jù)。使用在現(xiàn)有技術(shù)中所知的專用邏輯電路，控制器1034可被實(shí)施。在可替代的實(shí)施例中，控制器1034包括一通用處理器，通用處理器可能在相同的集成電路上被實(shí)施，以執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序以控制裝置的操作。在更其它的實(shí)施例中，專用邏輯電路和通用處理器的組合可能被利用來實(shí)施控制器1034。圖13為制造期間在相變化存儲器芯片中用于預(yù)編碼一數(shù)據(jù)組的程序流程圖。制造過程包括制造包括芯片的一晶圓，所述芯片包括相變化存儲器陣列(1300)。通常，使用晶圓級測試設(shè)備，一晶圓測試程序被運(yùn)用來特性化其性能，且檢測在所述晶圓上的失敗芯片(1301)。下一步，在晶圓上的鑄模在一單芯片或多芯片的包裝中被分開和包裝以適于遞送到顧客，例如原來的設(shè)備制造商或者將在電路板或其它襯底上安裝芯片包裝的其它顧客 (1302)。通常，使用測試設(shè)備再次測試個(gè)別的包裝或鑄模，此測試設(shè)備能夠是在一包裝工廠內(nèi)或別處的一組裝在線(1303)。如果所述個(gè)別的鑄模失敗于測試(1304)，它們可能被放棄或另外處理(130 。如果所述個(gè)別的鑄模通過測試(1304)，則能夠執(zhí)行一預(yù)編碼操作。預(yù)編碼操作能夠由在控制器中的晶載邏輯所獨(dú)有地控制，或由耦合到鑄模的芯片編程設(shè)備所控制，或者能夠使用晶載邏輯和編程設(shè)備的使用組合。在替代例中，在封裝鑄模之前的晶圓測試階段能夠執(zhí)行預(yù)編碼。在一實(shí)施例中，使用具有相變化存儲器陣列的芯片上的輸入和輸出資源，編程設(shè)備能夠被編程來遞送一指令，此指令被解讀為預(yù)編碼指令，此預(yù)編碼指令之后接著用于將被編碼的數(shù)據(jù)組的地址和數(shù)據(jù)的信息。晶載控制器受配置來提供一狀態(tài)機(jī)器，此狀態(tài)機(jī)器則能夠自動執(zhí)行一程序來尋址陣列、控制偏壓電路、及控制存儲器陣列的計(jì)時(shí)和操作，以便執(zhí)行預(yù)編碼。例如，通過施加包括一個(gè)或更多個(gè)長設(shè)定脈沖的一長設(shè)定序列，如這里所敘述的預(yù)編碼包括在儲存邏輯“0”的結(jié)構(gòu)單元中引發(fā)一較低電阻態(tài)(1306)。 在一些實(shí)施例中，施加一序列的長設(shè)定脈沖以便為儲存邏輯“0”的結(jié)構(gòu)單元減少在電阻分布中的尾部位，可能是令人滿意的。還有，例如，通過使結(jié)構(gòu)單元保留在初始狀態(tài)中或者通過施加一設(shè)定脈沖或一復(fù)位脈沖，預(yù)編碼包括在儲存邏輯“1”的結(jié)構(gòu)單元中引發(fā)一較高電阻態(tài)(1307)。注意的是把邏輯“0”和“1”分別分配到第一和第二電阻態(tài)可以被反向。在一些實(shí)施例中，使用「軟」設(shè)定脈沖或「軟」復(fù)位脈沖以便引發(fā)第二電阻態(tài)，可能是令人滿意的。所述「軟」設(shè)定脈沖比電平設(shè)定脈沖具有較短期間或較低強(qiáng)度。用于引發(fā)第二電阻態(tài)的「軟」脈沖的使用可能可改善操作在此方式中的相變化存儲器陣列的耐久性。使用較低和較高電阻態(tài)，在將數(shù)據(jù)組寫入相變化存儲器陣列之后，制造程序能夠包括用于驗(yàn)證預(yù)編碼的步驟(1308)。驗(yàn)證步驟牽涉到使用用于感測電路的過渡模式設(shè)定而讀取數(shù)據(jù)組，且把它與輸入數(shù)據(jù)組比較來驗(yàn)證成功的編程。驗(yàn)證操作能夠由在控制器中的晶載邏輯所控制，或由與鑄模耦合的測試設(shè)備所控制，或者通過能夠使用晶載邏輯和測試設(shè)備的使用組合而被控制。例如，使用具有相變化存儲器陣列的芯片上的輸入和輸出資源，編程設(shè)備能夠被編程來遞送一指令，此指令被解讀為預(yù)編碼指令，此預(yù)編碼指令之后接著用于將被編碼的數(shù)據(jù)組的地址和數(shù)據(jù)的信息。晶載控制器受配置來提供一狀態(tài)機(jī)器，狀態(tài)機(jī)器則能夠自動執(zhí)行一程序來尋址陣列、控制偏壓電路、及控制存儲器陣列的計(jì)時(shí)和操作，以便執(zhí)行去驗(yàn)證成功的預(yù)編碼所需要的讀取和比較程序。在驗(yàn)證預(yù)編碼之后，芯片在制造程序中能夠向前運(yùn)送以在印刷電路板或其它襯底上安裝芯片。相似程序能夠被使用來設(shè)定相變化存儲器結(jié)構(gòu)單元為基礎(chǔ)的保險(xiǎn)絲的狀態(tài)。圖14為用于一實(shí)施例的安裝后再更新(refresh)的流程圖。如上所解釋的，使用電平設(shè)定和復(fù)位操作，能夠再更新在印刷電路板或其它襯底上的預(yù)編碼相變化存儲器，而使用長設(shè)定模式，預(yù)編碼數(shù)據(jù)儲存在預(yù)編碼相變化存儲器中。如此，在一制造程序中，一組用于電路板的「設(shè)計(jì)入」芯片被收集，包括預(yù)編碼相變化存儲器和可能其它的預(yù)編碼存儲器芯片。還有，在如單芯片系統(tǒng)(SOC)裝置所知的一些實(shí)施例中，在此階段，提供一單芯片，此單芯片包括一相變化存儲器陣列和其它電路。下一步，使用能夠涉及熱循環(huán)的程序，多個(gè)芯片(或芯片)被安裝在一電路板或其它襯底上。安裝程序能夠造成在較低電阻態(tài)中的相變化結(jié)構(gòu)單元呈現(xiàn)出第一電阻態(tài)(其可能來自較低電阻態(tài)而本質(zhì)上未改變)，在較高電阻態(tài)中的相變化結(jié)構(gòu)單元呈現(xiàn)出第二電阻態(tài)(其可能比原來的較高電阻態(tài)有一加寬的或較低電阻分布)。為了再更新，在一焊接或其它熱事件之后，使用在感測放大器的過度模式設(shè)定、感測第一和第二電阻態(tài)，而讀取在相變化存儲器陣列中已預(yù)編碼的數(shù)據(jù)組(140 。使用晶載(on-chip)緩沖器或可替代地在電路板上可用的晶離(off-chip)存儲器，在此方式中所讀取的所述數(shù)據(jù)能夠被寫回。使用用于存儲器的運(yùn)算模式，數(shù)據(jù)被寫回，此存儲器適用于所應(yīng)用產(chǎn)品的任務(wù)功能。因此，程序包括通過例如施加一復(fù)位序列來引發(fā)一典型的復(fù)位態(tài)，而在儲存邏輯“0”的結(jié)構(gòu)單元中引發(fā)一第三電阻態(tài)(140 。還有，此程序包括通過例如施加一設(shè)定序列來引發(fā)一典型的設(shè)定態(tài)，而在儲存邏輯“1”的結(jié)構(gòu)單元中引發(fā)一第四電阻態(tài)(1404)。用于運(yùn)算模式的過渡模式讀取操作和寫回程序能夠由在控制器中的晶載邏輯所控制，或由與板耦合的測試設(shè)備所控制，或者通過能夠使用晶載邏輯和測試設(shè)備的使用組合而被控制。例如，使用具有相變化存儲器陣列的芯片上的輸入和輸出資源，測試設(shè)備能夠遞送一指令，此指令被解讀為過渡模式中的過渡模式讀取指令，此指令之后接著用于將被編碼的數(shù)據(jù)組的地址和數(shù)據(jù)的信息。晶載控制器受配置來提供一狀態(tài)機(jī)器，狀態(tài)機(jī)器則能夠自動執(zhí)行一程序來尋址陣列、控制偏壓電路、及控制存儲器陣列的計(jì)時(shí)和操作，以執(zhí)行所需要的過渡模式讀取程序和運(yùn)算模式寫回，以便改變儲存數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)單元的電阻態(tài)成為運(yùn)算模式電阻態(tài)。在用于改變安裝前電阻態(tài)成為運(yùn)算模式電阻態(tài)的過渡模式之后，電路板測試可被執(zhí)行，包括讀取程序來驗(yàn)證碼的準(zhǔn)確性，或使用感測電路的運(yùn)算模式來測試所執(zhí)行的碼的操作(1405)。在步驟1406中，電路板是否通過測試能夠被決定。如果電路板失敗于所述測試，它能夠被返回以便修理或重新編程(1407)。如果電路板通過所述測試，產(chǎn)品能夠被遞送到顧客或通過制造程序而建立成為完成品(1408)。圖15 圖17顯示用于存儲器結(jié)構(gòu)單元的一些可替代的結(jié)構(gòu)，所述存儲器結(jié)構(gòu)單元能夠用于按照此處所敘述而操作的相變化存儲器裝置。以上所敘述的材料可能可在圖 15 圖17的存儲器結(jié)構(gòu)單元中實(shí)施，因此這些材料不再重復(fù)詳細(xì)敘述。圖15為一存儲器結(jié)構(gòu)單元1500的截面視圖，存儲器結(jié)構(gòu)單元1500包含一存儲器單元1516，存儲器單元1516由沿著電極間的電流路徑通過存儲器單元1516的相變化材料的主體所構(gòu)成?；顒訁^(qū)域1510可包含具有如上述所討論的形態(tài)的相變化材料，對應(yīng)于用來表示結(jié)構(gòu)單元中數(shù)據(jù)的電阻態(tài)。存儲器結(jié)構(gòu)單元1500包括介電質(zhì)間隔物1515，其分開第一電極1520與第二電極 1540。存儲器單元1516延伸跨過介電質(zhì)間隔物1515而與第一電極1520與第二 1540接觸，因而在第一電極1520與第二電極1540之間定義了電極間電流路徑，此路徑長度由介電質(zhì)間隔物1515的寬度所定義。在運(yùn)作時(shí)，當(dāng)電流在第一電極1520與第二電極1540之間通過，并且穿越存儲器單元1516時(shí)，活動區(qū)域1510的加熱速率比存儲器單元1516的其余部分(例如非活動區(qū)域151 更為快速。圖16為一存儲器結(jié)構(gòu)單元1600的截面視圖，此存儲器結(jié)構(gòu)單元1600包含一存儲器單元1616，存儲器單元1616由沿著電極間的電流路徑通過存儲器單元1616的相變化材料的主體所構(gòu)成?；顒訁^(qū)域1610包含具有如上述所討論的形態(tài)的相變化材料，對應(yīng)于用來表示結(jié)構(gòu)單元中的數(shù)據(jù)的電阻態(tài)。存儲器結(jié)構(gòu)單元1600包括一柱狀存儲器單元1616，其接觸第一電極1620的頂部表面1622及第二電極1640的底部表面16M。存儲器單元1616具有實(shí)質(zhì)上與第一電極 1620以及第二電極1640相同的寬度，以定義出被介電質(zhì)所環(huán)繞的多層柱狀體(未顯示)。 在運(yùn)作時(shí)，當(dāng)電流在第一電極1620與第二電極1640之間通過，并且穿越存儲器單元1616 時(shí)，活動區(qū)域1610的加熱速率比存儲器單元1616的其余部分(例如非活動區(qū)域1613)更為快速。圖17為一存儲器結(jié)構(gòu)單元1700的截面視圖。存儲器結(jié)構(gòu)單元1700包含一存儲器單元1716，存儲器單元1716由沿著電極間的電流路徑通過存儲器單元1716的相變化材料的主體所構(gòu)成。活動區(qū)域1710包含具有如上述所討論的形態(tài)的相變化材料，對應(yīng)于用來表示結(jié)構(gòu)單元中的數(shù)據(jù)的電阻態(tài)。存儲器結(jié)構(gòu)單元1700包括一孔型存儲器單元1716被介電質(zhì)(未顯示)所包圍，孔型存儲器單元1716接觸位于第一電極1720的頂部表面及第二電極1740的底部表面。存儲器單元具有小于第一電極與第二電極的寬度，且在運(yùn)作時(shí)當(dāng)電流在第一電極與第二電極之間通過，并且穿越存儲器單元時(shí)，活動區(qū)域的加熱速率比存儲器單元的其余部分更為快速。圖18為一集成電路1810的簡化方塊圖，集成電路1810包含一存儲器陣列1812， 存儲器陣列1812利用具有如在此所討論的溫度固化相變化存儲器的存儲器結(jié)構(gòu)單元實(shí)施，存儲器結(jié)構(gòu)單元具有一溫度固化相位變化存儲器。存儲器結(jié)構(gòu)單元儲存單一位，數(shù)據(jù)值 (0與1)通過結(jié)晶相形態(tài)表示在此單一位中，此結(jié)晶相形態(tài)包括用于低電阻態(tài)的溫度固化形態(tài)，以及包括最小電阻值的一高電阻態(tài)，此最小電阻值是通過不同于溫度固化形態(tài)的結(jié)晶相位形態(tài)所提供。一字線譯碼器1814偶合于且與多個(gè)字線1816電性通訊，多個(gè)字線1816 沿著存儲器陣列1812的列(row)被排列。一位線(行)譯碼器1818與多個(gè)位線1820電性通訊，多個(gè)位線1820以沿著存儲器陣列1812的行被排列。總線上的地址1822提供至字線譯碼器與驅(qū)動器1814以及位線譯碼器1818。感測電路(感測放大器)與在方塊18 中的輸入數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)經(jīng)由數(shù)據(jù)總線1擬6偶合至位線譯碼器1818。數(shù)據(jù)通過輸入數(shù)據(jù)線1擬8 從集成電路1810的輸入/輸出端口，或從集成電路1810的其它內(nèi)部或外部數(shù)據(jù)源，供應(yīng)至方塊1擬4的數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)。其它電路1830可被包括于集成電路1810上，例如一通用處理器或特定目的應(yīng)用電路、或是模塊的組合，模塊的組合提供被存儲器陣列1812所支持的單芯片系統(tǒng)功能。數(shù)據(jù)經(jīng)由一數(shù)據(jù)輸出線1832從在方塊1擬4中的感應(yīng)放大器供應(yīng)到集成電路1810上的輸入/輸出端口，或到集成電路1810內(nèi)部或外部的其它數(shù)據(jù)目的地。如圖所示，使用溫度固化形態(tài)來編碼的相變化存儲器結(jié)構(gòu)單元可用來作保險(xiǎn)絲1813，保險(xiǎn)絲1813 編碼以作為冗余或在集成電路上的其它使用?！刂破?834在此實(shí)施例中被實(shí)施，控制器1834使用一狀態(tài)機(jī)控制來自于偏壓電路1836中的電壓與電流源的應(yīng)用電壓與電流，以作為相變化存儲器陣列的偏壓安排上的應(yīng)用?？刂齐娐放c偏壓電路耦合至存儲器陣列1812，存儲器陣列1812被安排來通過使用感測電路來感測第一與第二電阻態(tài)，以執(zhí)行讀取數(shù)據(jù)組的程序，并且通過使用用于低電阻態(tài)的長設(shè)定程序或使用用于高電阻態(tài)的典型設(shè)定或軟設(shè)定以及典型復(fù)位或軟復(fù)位的其中之一，來誘發(fā)在地址結(jié)構(gòu)單元中的第一與第二電阻態(tài)，來執(zhí)行寫入數(shù)據(jù)至存儲器陣列1812 的寫入程序。控制器1834可使用如已知的特殊目的邏輯電路來實(shí)施。在另一實(shí)施例中，控制器1834包含一通用處理器，其可在相同的集成電路上實(shí)施來執(zhí)行一計(jì)算機(jī)程序以控制裝置的運(yùn)作。在其它的實(shí)施例中，特殊目的邏輯電路的組合與一通用處理器可使用于控制器18；34的實(shí)施。使用包含0. 18微米嵌入型PCM測試芯片組來進(jìn)行估計(jì)，PCM測試芯片組具有如圖 5的結(jié)構(gòu)。在測試芯片底部電極的直徑從30納米至50納米，具有重設(shè)電流介于300微安與1毫安之間。圖6如同上述，顯示典型設(shè)定、復(fù)位、及測試芯片的初始態(tài)電阻值分布。設(shè)定與重設(shè)阻值分布在烘烤(圖19)后重疊。圖20顯示仿真焊接過程不會改變PCM結(jié)構(gòu)單元初始態(tài)電阻值分布。這可能是因?yàn)锽EOL過程中的最大溫度趨近于400°C，遠(yuǎn)高于焊接的溫度。另一方面，在設(shè)定運(yùn)作期間PCM結(jié)構(gòu)單元所歷經(jīng)的溫度實(shí)際地高于最大BEOL過程的溫度。因此，期待設(shè)定態(tài)不會在烘烤后改變將是合理的。圖21顯示具有一 20微秒的脈沖的設(shè)定電阻值在烘烤后未改變。這些結(jié)果建議兩個(gè)不同編程組(結(jié)晶)的狀態(tài)在焊接過程后將能夠保持可分別的電阻值分布。達(dá)到存活于焊接過程后的可分別狀態(tài)的解決方法是使用較強(qiáng)的設(shè)定狀況來編程“0”狀態(tài)的結(jié)構(gòu)單元?！?”狀態(tài)結(jié)構(gòu)單元可被編程進(jìn)入重設(shè)態(tài)，或?yàn)榱烁蟮脑６?后焊接)，“1”狀態(tài)結(jié)構(gòu)單元可不被編程，也就是說，停留在初始態(tài)。如圖22所示，在烘烤前與烘烤后的初始狀分布仍然非常穩(wěn)定。以上討論的圖7M顯示一組狀態(tài)在對51烘烤1小時(shí)后的設(shè)定態(tài)的電阻飄移隨著設(shè)定脈沖的期間而定。較短的(< 20μ s)設(shè)定脈沖造成一負(fù)電阻值飄移，而較長的(> 20 μ s)設(shè)定脈沖造成一正電阻值飄移。當(dāng)設(shè)定脈沖比60 μ s長時(shí)，正阻值飄移在2. 5ΚΩ飽和。為了在焊接后達(dá)到足夠的電阻值裕度，強(qiáng)設(shè)定結(jié)構(gòu)單元的電阻值保持低于10ΚΩ。典型地，10 μ s 100 μ s的設(shè)定脈沖期間是足夠長，由強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)等所決定，以移動強(qiáng)設(shè)定結(jié)構(gòu)單元的主電阻值分布低于10ΚΩ。為了使電阻值分布緊化，較長以及多復(fù)位脈沖是需要的。強(qiáng)設(shè)定結(jié)構(gòu)單元的烘烤后電阻值分布是低于8Κ Ω，并且這與初始態(tài)結(jié)構(gòu)單元比較下產(chǎn)生100Κ Ω電阻值差(圖22)。在245°C烘烤1小時(shí)后>在強(qiáng)設(shè)定結(jié)構(gòu)單元與復(fù)位結(jié)構(gòu)單元之間的存儲器窗口大約為4ΚΩ (圖23)。這些結(jié)果確認(rèn)了用于執(zhí)行可靠的PCM焊接前編碼方案的編程方法的可行性。為了調(diào)查此強(qiáng)設(shè)定操作加上的烘烤在PCM可靠度的效果，使用此狀況進(jìn)行編程與烘烤后的結(jié)構(gòu)單元使用電平設(shè)定與復(fù)位編程狀況被循環(huán)。圖M顯示在仿真焊接烘烤過程后，強(qiáng)設(shè)定結(jié)構(gòu)單元能被循環(huán)超過一千萬次而未質(zhì)量下降。穿透式電子顯微鏡(TEM) 被用來分析在這些操作后的物理現(xiàn)象。與初始態(tài)作比較，長設(shè)定操作產(chǎn)生溫度固化形態(tài)在底部電極上具有較大的晶粒區(qū)域，使底部電極有助于結(jié)構(gòu)單元的電阻值的降低。為了達(dá)到增加對比以顯示顆粒大小，角度環(huán)狀暗場掃描穿透電子顯微鏡(Angle Annular Dark Field Scanning Transmission Electron Microscopy，簡稱LAADF-STEM)已被用來分析烘烤后的結(jié)構(gòu)單元。烘烤初始態(tài)結(jié)構(gòu)單元不會改變顆粒大小。這能解釋初始狀結(jié)構(gòu)單元在烘烤前后并未改變的電阻值。強(qiáng)設(shè)定結(jié)構(gòu)單元相較于在245°C烘烤1小時(shí)后的重新結(jié)晶的重設(shè)態(tài)的結(jié)構(gòu)單元具有較大的顆粒大小與較少的顆粒邊界。此能解釋為何強(qiáng)設(shè)定結(jié)構(gòu)單元比重新結(jié)晶的復(fù)位結(jié)構(gòu)單元具有更低的電阻值。 雖然本發(fā)明已將較佳實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做更動與修改。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視隨附的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。本案得由本領(lǐng)域技術(shù)人員任施匠思而為各種修改，然皆不脫離如附權(quán)利要求所欲保護(hù)者。
權(quán)利要求
1.一種操作相變化存儲器結(jié)構(gòu)單元的方法，其特征在于，包括通過在該相變化存儲器結(jié)構(gòu)單元中的部分相變化存儲器結(jié)構(gòu)單元引發(fā)一第一電阻態(tài)來寫入數(shù)據(jù)，其中該第一電阻態(tài)與該相變化存儲器結(jié)構(gòu)單元的其它部分相變化存儲器結(jié)構(gòu)單元的第二電阻態(tài)可區(qū)別，且該第一電阻態(tài)對應(yīng)到具有一第一溫度固化形態(tài)的一結(jié)晶相活動區(qū)域，該第二電阻態(tài)具有比第一電阻態(tài)更高的電阻，并具有一最小電阻，并對應(yīng)到具有一第二形態(tài)的一結(jié)晶相活動區(qū)域；以及通過感測該第一及該第二電阻態(tài)，在相變化存儲器結(jié)構(gòu)單元中讀取數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該引發(fā)第一電阻態(tài)的步驟包括施加具有一第一能量含量的一電流脈沖，該方法包括施加具有一第二能量含量的一電流脈沖，來引發(fā)該第二電阻態(tài)，其中該第一能量含量大于該第二能量含量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該第一形態(tài)及該第二形態(tài)具有不同的化學(xué)計(jì)量數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該第一形態(tài)及該第二形態(tài)在該結(jié)構(gòu)單元的活動區(qū)域具有不同的結(jié)晶顆粒大小，在該第一形態(tài)中的該顆粒大小大于在該第二形態(tài)中的該顆粒大小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該第一形態(tài)及該第二形態(tài)具有不同的化學(xué)計(jì)量數(shù)，并在該結(jié)構(gòu)單元的活動區(qū)域具有不同的結(jié)晶顆粒大小，在該第一形態(tài)中的該顆粒大小大于在該第二形態(tài)中的該顆粒大小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該相變化存儲器包含基本相變化存儲器材料，其包括介電質(zhì)摻雜的GexSbyTez。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該引發(fā)第一電阻態(tài)的步驟包括施加一電流脈沖，以導(dǎo)致該基本相變化材料的活動區(qū)域內(nèi)的化學(xué)計(jì)量數(shù)改變成具有增加銻濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該第二電阻態(tài)的發(fā)生，不需要電流脈沖去改變從該相變化材料的一初始形態(tài)來的該活動區(qū)域。
9.一種在集成電路相變化存儲器中讀取數(shù)據(jù)的方法，其特征在于該集成電路相變化存儲器包括單一位結(jié)構(gòu)單元，該方法包括通過感測一第一及一第二電阻態(tài)，在該單一位結(jié)構(gòu)單元讀取數(shù)據(jù)，該第一電阻態(tài)對應(yīng)具有一第一顆粒大小的一結(jié)晶相活動區(qū)域，該第二電阻態(tài)對應(yīng)具有一第二顆粒大小的一結(jié)晶相活動區(qū)域，該第二顆粒大小小于該第一顆粒大小。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于該相變化存儲器包含具有一基本化學(xué)計(jì)量數(shù)的一相變化材料，該方法包括施加一電流脈沖，以導(dǎo)致該相變化材料的活動區(qū)域的化學(xué)計(jì)量數(shù)改變成具有比在該基本化學(xué)計(jì)量數(shù)的該相變化材料的一結(jié)晶相電阻更低的結(jié)晶相電阻的化學(xué)計(jì)量數(shù)的組合，來引發(fā)該第一電阻態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于該相變化存儲器包含基本相變化存儲器材料，其包括介電質(zhì)摻雜的GexSbyTez。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于引發(fā)該第一電阻態(tài)包括施加一電流脈沖，以導(dǎo)致該基本相變化材料的活動區(qū)域的化學(xué)計(jì)量數(shù)改變成具有增加銻濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)的組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于還包括通過在選擇的結(jié)構(gòu)單元中引發(fā)一較低電阻態(tài)及一較高電阻態(tài)，以在集成電路相變化存儲器中編碼一數(shù)據(jù)組；以及在編碼之后，安裝該集成電路相變化存儲器于一襯底上，其中具有較低電阻態(tài)的結(jié)構(gòu)單元采用該第一電阻態(tài)，具有較高電阻態(tài)的結(jié)構(gòu)單元采用該第二電阻態(tài)。
14.一種用來制造一電路的方法，其特征在于該電路包括一集成電路相變化存儲器， 該方法包括通過在該存儲器的部分結(jié)構(gòu)單元中引發(fā)一較低電阻態(tài)，及在該存儲器的其它部分結(jié)構(gòu)單元中引發(fā)一較高電阻態(tài)，以在該集成電路相變化存儲器中編碼一數(shù)據(jù)組；在該編碼之后，在一襯底上安裝該集成電路相變化存儲器；在該安裝之后，通過感測一第一及一第二電阻態(tài)，來讀取該數(shù)據(jù)組，其中該第一及該第二電阻態(tài)分別對應(yīng)該較低電阻態(tài)及該較高電阻態(tài)；以及改變在該第一電阻態(tài)的結(jié)構(gòu)單元成為一第三電組態(tài)，并改變該第二電阻態(tài)的結(jié)構(gòu)單元成為一第四電組態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于該安裝包括焊接。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于該安裝包括使該集成電路相變化存儲器處于一熱循環(huán)中。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于其中在該安裝之后，該第一電阻態(tài)對應(yīng)具有一第一顆粒大小的一結(jié)晶相活動區(qū)域，該第二電阻態(tài)對應(yīng)具有一第二顆粒大小的一結(jié)晶相活動區(qū)域，該第二顆粒大小小于該第一顆粒大小。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于該相變化存儲器包括具有一基本化學(xué)計(jì)量數(shù)的一相變化材料，該方法包括施加一電流脈沖，以導(dǎo)致在該相變化材料的一活動區(qū)域的化學(xué)計(jì)量數(shù)改變成一化學(xué)計(jì)量數(shù)組合，其具有比在該基本化學(xué)計(jì)量數(shù)的該相變化材料的一結(jié)晶相電阻更低的結(jié)晶相電阻。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于該相變化存儲器包括一基本相變化材料，其包含介電質(zhì)摻雜的GexSbyTez。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于引發(fā)該較低電阻態(tài)包括施加一電流脈沖，以導(dǎo)致在該相變化材料的一活動區(qū)域的化學(xué)計(jì)量數(shù)改變成一化學(xué)計(jì)量數(shù)組合，其具有一增加的銻濃度。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于該第一電阻態(tài)符合在該安裝之后的一范圍內(nèi)的電阻，該范圍內(nèi)的電阻具有一最大電阻，其小于對應(yīng)該第三及該第四電阻態(tài)的一范圍內(nèi)電阻的最小電阻。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于引發(fā)該較高電阻態(tài)包括在該安裝之前， 在該對應(yīng)結(jié)構(gòu)單元的一活動區(qū)域建立一無定形相。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于引發(fā)該第三電阻態(tài)包括在該對應(yīng)結(jié)構(gòu)單元的一活動區(qū)域建立一無定形相，引發(fā)該第四電阻態(tài)包括在該對應(yīng)結(jié)構(gòu)單元的該活動區(qū)域建立一結(jié)晶相。
24.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于引發(fā)該較高電阻態(tài)包括在該對應(yīng)結(jié)構(gòu)單元的一活動區(qū)域建立一結(jié)晶相，引發(fā)該第三電阻態(tài)包括在該對應(yīng)結(jié)構(gòu)單元的該活動區(qū)域建立一無定形相。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于引發(fā)該較低電阻態(tài)包括施加具有一第一強(qiáng)度及一第一持續(xù)時(shí)間的一電流脈沖，引發(fā)該較高電阻態(tài)包括施加具有一第二強(qiáng)度及一第二持續(xù)時(shí)間的一電流脈沖，該第一持續(xù)時(shí)間較該第二持續(xù)時(shí)間為長。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于該第一強(qiáng)度及該第二強(qiáng)度皆比在該活動區(qū)域引發(fā)一無定形相所施加的強(qiáng)度還低。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于該第一強(qiáng)度比在該活動區(qū)域引發(fā)一無定形相所施加的強(qiáng)度還低，該第二強(qiáng)度則足夠在該活動區(qū)域引發(fā)該無定形相。
28.一種集成電路，其特征在于，包括單一位陣列相變化存儲器結(jié)構(gòu)單元，其包括儲存其間的一數(shù)據(jù)組，該數(shù)據(jù)組由該陣列的部分存儲器結(jié)構(gòu)單元具有一第一電阻態(tài)，以及該陣列的其它部分存儲器結(jié)構(gòu)單元具有一第二電阻態(tài)來表示，該第一電阻態(tài)對應(yīng)具有一溫度固化形態(tài)的一結(jié)晶相活動區(qū)域，該第二電阻態(tài)對應(yīng)具有不同形態(tài)的的一結(jié)晶相活動區(qū)域；感測電路，耦接至在該陣列中感測數(shù)據(jù)值以響應(yīng)該第一及該第二電阻態(tài)的該陣列；以及控制電路及偏壓電路，耦接至被安排來使用該感測電路，以執(zhí)行讀取該數(shù)據(jù)組程序的該陣列。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的集成電路，其特征在于該相變化存儲器包括具有一基本化學(xué)計(jì)量數(shù)的一相變化材料，該控制電路及偏壓電路被安排來通過施加一電流脈沖，以導(dǎo)致在該相變化材料的一活動區(qū)域的化學(xué)計(jì)量數(shù)改變成一化學(xué)計(jì)量數(shù)組合，其具有比在該基本化學(xué)計(jì)量數(shù)的該相變化材料的一結(jié)晶相電阻更低的結(jié)晶相電阻。
30.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的集成電路，其特征在于該相變化材料包括一基本相變化材料，其包含介電質(zhì)摻雜的GexSbyTez。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的集成電路，其特征在于該控制電路及偏壓電路被安排來通過施加一電流脈沖，以導(dǎo)致在該相變化材料的一活動區(qū)域的化學(xué)計(jì)量數(shù)改變成一化學(xué)計(jì)量數(shù)組合，來引發(fā)該第一電阻態(tài)，該化學(xué)計(jì)量數(shù)組合具有一增加的銻濃度。
32.一種集成電路，其特征在于，包括相變化存儲器結(jié)構(gòu)單元陣列；感測電路，耦接至具有一第一模式及一第二模式的該陣列，該第一模式在該陣列中感測數(shù)據(jù)值，以響應(yīng)一第一電阻及一第二電阻，該第二模式在該陣列中感測數(shù)據(jù)值，以響應(yīng)一第三電阻及一第四電阻；以及控制電路及偏壓電路，耦接至該陣列，其中該陣列被安排來使用在該第一模式的該感測電路，通過感測該第一及該第二電阻態(tài)，以執(zhí)行過渡程序來讀取該數(shù)據(jù)組，并將在該第一電阻態(tài)的結(jié)構(gòu)單元改變成一第三電阻態(tài)，將在該第二電阻態(tài)的結(jié)構(gòu)單元改變成一第四電阻態(tài)，以便使用在該第二模式的該感測電路，該數(shù)據(jù)組為可讀取的，以通過在尋址的結(jié)構(gòu)單元中引發(fā)該第三及該第四電阻態(tài)，在該陣列中執(zhí)行寫入程序來寫入數(shù)據(jù)，并使用在該第二模式的該感測電路，通過感測該第三及該第四電阻態(tài)，在該陣列中執(zhí)行讀取程序來讀取數(shù)據(jù)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的集成電路，其特征在于，包括一數(shù)據(jù)組，其由該陣列的部分存儲器結(jié)構(gòu)單元具有一第一電阻態(tài)，以及該陣列的其它部分存儲器結(jié)構(gòu)單元具有一第二電阻態(tài)來表示。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的集成電路，其特征在于，該相變化存儲器包括存儲器結(jié)構(gòu)單元，該存儲器結(jié)構(gòu)單元包含具有一基本化學(xué)計(jì)量數(shù)的一相變化材料，該第一電阻態(tài)的特征為一結(jié)構(gòu)單元的一活動區(qū)域具有一化學(xué)計(jì)量數(shù)組合，且具有比具有該基本化學(xué)計(jì)量數(shù)的該相變化材料的一結(jié)晶相電阻更低的結(jié)晶相電阻。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的集成電路，其特征在于，該相變化存儲器包括一基本相變化存儲器材料，其包含介電質(zhì)摻雜的GexSbyTez。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的集成電路，其特征在于，該控制電路及偏壓電路被安排來通過施加一電流脈沖，以導(dǎo)致在該相變化材料的一活動區(qū)域的化學(xué)計(jì)量數(shù)改變成一化學(xué)計(jì)量數(shù)組合，來引發(fā)該第一電阻態(tài)，該化學(xué)計(jì)量數(shù)組合具有一增加的銻濃度。
37.根據(jù)權(quán)利要求32所述的集成電路，其特征在于，該第一電阻態(tài)符合一范圍內(nèi)的電阻，該范圍內(nèi)的電阻具有一最大電阻，其小于對應(yīng)該第三及該第四電阻態(tài)的一范圍內(nèi)電阻的最小電阻。
38.根據(jù)權(quán)利要求32所述的集成電路，其特征在于，該第二電阻態(tài)的特征為一結(jié)構(gòu)單元的一活動區(qū)域具有一無定形相。
39.根據(jù)權(quán)利要求32所述的集成電路，其特征在于，該第二電阻態(tài)的特征為一結(jié)構(gòu)單元的一活動區(qū)域具有一無定形相；該第四電阻態(tài)的特征為一結(jié)構(gòu)單元的一活動區(qū)域具有一結(jié)晶相。
40.根據(jù)權(quán)利要求32所述的集成電路，其特征在于，引發(fā)該第二電阻態(tài)包括在該對應(yīng)的結(jié)構(gòu)單元的一活動區(qū)域建立一結(jié)晶相，引發(fā)該第三電阻態(tài)包括在該對應(yīng)的結(jié)構(gòu)單元的該活動區(qū)域建立一無定形相。
41.根據(jù)權(quán)利要求32所述的集成電路，其特征在于，該控制電路及偏壓電路被安排來通過施加具有一第一強(qiáng)度及一第一持續(xù)時(shí)間的一電流脈沖，來引發(fā)該第一電阻態(tài)，并通過施加具有一第二強(qiáng)度及一第二持續(xù)時(shí)間的一電流脈沖，來引發(fā)該第二電阻態(tài)，該第一持續(xù)時(shí)間較該第二持續(xù)時(shí)間為長。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的集成電路，其特征在于，該第一強(qiáng)度及該第二強(qiáng)度皆比在該活動區(qū)域弓I發(fā)一無定形相所施加的強(qiáng)度還低。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的集成電路，其特征在于，該第一強(qiáng)度比在該活動區(qū)域引發(fā)一無定形相所施加的強(qiáng)度還低，該第二強(qiáng)度則足夠在該活動區(qū)域引發(fā)該無定形相。
44.一種集成電路，其特征在于，包括多個(gè)相變化熔合結(jié)構(gòu)單元，其中該相變化熔合結(jié)構(gòu)單元的部分相變化熔合結(jié)構(gòu)單元具有一第一電阻態(tài)，該相變化熔合結(jié)構(gòu)單元的其它部分相變化熔合結(jié)構(gòu)單元具有一第二電阻態(tài)，該第一電阻態(tài)對應(yīng)在一熔合結(jié)構(gòu)單元的一活動區(qū)域的一溫度固化結(jié)晶相形態(tài)，該第二電阻態(tài)對應(yīng)在一熔合結(jié)構(gòu)單元的一活動區(qū)域的一無定形相形態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種相變化存儲器結(jié)構(gòu)單元的操作方法、數(shù)據(jù)讀取方法及集成電路。該集成電路相變化存儲器可以通過引入第一電阻態(tài)于一些結(jié)構(gòu)單元及存儲器中，及第二電阻態(tài)于一些其它的結(jié)構(gòu)單元及存儲器中，來被預(yù)編碼，以代表一數(shù)據(jù)組。在編碼數(shù)據(jù)組之后，此集成電路相變化存儲器被安裝在襯底上，然后通過感測第一及第二電阻態(tài)，數(shù)據(jù)組可被讀取，并將第一電阻態(tài)的結(jié)構(gòu)單元轉(zhuǎn)變成第三電阻態(tài)，將第二電阻態(tài)轉(zhuǎn)變成第四電阻態(tài)。在焊接或其它熱循環(huán)程序之后，第一及第二電阻態(tài)仍保持在感測限度內(nèi)。使用適用于電路任務(wù)功能的高速率及低功率，第三及第四電阻態(tài)具有導(dǎo)致過渡態(tài)的能力。
文檔編號G11C11/56GK102298964SQ20101057408
公開日2011年12月28日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者吳昭誼, 施彥豪, 李明修, 王典彥, 龍翔瀾 申請人:旺宏電子股份有限公司