專利名稱：抵消阻抗漂移效應(yīng)的存儲器讀取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及讀取計(jì)算機(jī)存儲器，更具體地說，涉及讀取在一段時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)阻抗漂移的相變存儲器。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)存儲器分為兩大組非易失性存儲器和易失性存儲器。在非易失性存儲器中不需要持續(xù)輸入能量以保留信息，但在易失性存儲器中則需要。非易失性存儲器件的實(shí)例是只讀存儲器(ROM)、閃速電可擦除只讀存儲器、鐵電隨機(jī)存取存儲器、磁隨機(jī)存取存儲器(MRAM)以及相變存儲器(PCM)；非易失性存儲器件是其中存儲元件的狀態(tài)可以在不消耗電力的情況下保留數(shù)天到數(shù)十年的存儲器。易失性存儲器件的實(shí)例包括動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)和靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM)；其中DRAM需要不斷刷新存儲元件，而SRAM需要不斷供應(yīng)能量以維持存儲元件的狀態(tài)。本發(fā)明涉及相變存儲器。在相變存儲器中，信息存儲在可被操縱成不同相的物質(zhì)中。這些相中的每個相都呈現(xiàn)可用于存儲信息的不同電氣屬性。典型地，非晶相和結(jié)晶相是用于位存儲(1和0)的兩個相，因?yàn)樗鼈兙哂锌蓹z測的電阻抗差異。具體地說，非晶相的阻抗高于結(jié)晶相的阻抗。硫族化物是一組經(jīng)常用作相變物質(zhì)的物質(zhì)。該組物質(zhì)包含硫族元素(周期表組 16/VIA)和其他元素。硒(Se)和碲(Te)是此組中兩個最常見的元素，它們在產(chǎn)生相變存儲單元時(shí)用于生成硫族化物半導(dǎo)體。此硫族化物半導(dǎo)體的實(shí)例是Ge2Sb2Te5、SbTe和hje3。改變相變物質(zhì)的狀態(tài)需要將物質(zhì)加熱到熔點(diǎn)，然后將物質(zhì)冷卻到可能狀態(tài)之一。 通過相變物質(zhì)的電流產(chǎn)生歐姆加熱并導(dǎo)致相變物質(zhì)熔化。熔化并逐漸冷卻相變物質(zhì)使相變物質(zhì)有時(shí)間形成結(jié)晶狀態(tài)。熔化并驟然冷卻相變物質(zhì)會將相變物質(zhì)淬火成非晶狀態(tài)。在多位存儲中，個體相變存儲單元必須能夠被編程為多個狀態(tài)。這些多個狀態(tài)是非晶相和結(jié)晶相的相變物質(zhì)的不同比率。非晶相變物質(zhì)與結(jié)晶相變物質(zhì)的比率直接影響存儲單元的電阻抗。相變存儲器的一個問題是存儲單元的阻抗漂移。如在此使用的，阻抗漂移是相變物質(zhì)的一個相的阻抗隨時(shí)間變化的過程。相變物質(zhì)的非晶相的阻抗屬性在一段時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)隨機(jī)漂移，并且可使存儲單元中存儲的數(shù)據(jù)難以恢復(fù)。因此，需要一種與存儲單元的特有阻抗漂移無關(guān)的、用于讀取相變存儲單元中的數(shù)據(jù)并在相變存儲單元中存儲數(shù)據(jù)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
從第一方面看，本發(fā)明提供了一種用于操作存儲單元的方法。由所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)表示所述存儲單元的存儲狀態(tài)。所述存儲單元的阻抗在一段時(shí)間內(nèi)漂移。所述方法包括將多個電輸入信號施加于所述存儲單元。所述方法包括測量來自所述存儲單元的多個電輸出信號。從所述多個電輸入信號產(chǎn)生所述電輸出信號。所述方法包括計(jì)算所述多個電輸出信號的取決于所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)的不變成分。所述不變成分基本上與所述存儲單元在所述一段時(shí)間內(nèi)的阻抗漂移特性無關(guān)。所述方法還包括根據(jù)所述不變成分確定所述存儲單元的存儲狀態(tài)。從另一方面看，本發(fā)明提供了一種用于操作存儲單元的方法。由所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)表示存儲單元狀態(tài)。所述存儲單元的阻抗在一段時(shí)間內(nèi)漂移。所述方法包括將至少一個周期性輸入信號施加于所述存儲單元。所述方法包括測量從施加周期性輸入信號產(chǎn)生的至少一個諧波頻率的振幅。從所述至少一個周期性輸入信號產(chǎn)生所測量的諧波頻率振幅。所述方法包括根據(jù)從所述至少一個周期性輸入信號產(chǎn)生的所述至少一個諧波頻率的振幅計(jì)算不變成分。所述不變成分取決于所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)并且基本上與所述存儲單元在所述一段時(shí)間內(nèi)的阻抗漂移特性無關(guān)。所述方法還包括根據(jù)所述不變成分確定所述存儲單元的存儲狀態(tài)。從另一方面看，本發(fā)明提供了一種用于操作存儲單元的存儲控制器。由所述存儲單元中的物質(zhì)的組成表示存儲單元狀態(tài)。所述存儲單元的阻抗在一段時(shí)間內(nèi)漂移。所述存儲控制器包括被配置為通過多個電輸入信號偏置存儲單元的偏置單元。所述存儲控制器包括被配置為測量來自所述存儲單元的多個電輸出信號的測量單元。從所述多個電輸入信號產(chǎn)生所述電輸出信號。所述存儲控制器包括被配置為計(jì)算所述多個電輸出信號的不變成分的計(jì)算單元，所述不變成分取決于所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)并且基本上與所述存儲單元在所述一段時(shí)間內(nèi)的阻抗漂移特性無關(guān)。所述存儲控制器還包括被配置為根據(jù)所述多個輸出電信號的不變成分確定所述存儲單元的存儲狀態(tài)的確定單元。從另一方面看，本發(fā)明提供了一種體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)可用存儲器中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括與所述計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)耦合以便操作存儲單元的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。由所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)表示存儲單元狀態(tài)。所述存儲單元的阻抗在一段時(shí)間內(nèi)漂移。所述計(jì)算機(jī)可讀程序代碼被配置為導(dǎo)致所述程序?qū)⒍鄠€電輸入信號施加于所述存儲單元。所述計(jì)算機(jī)可讀程序代碼被配置為導(dǎo)致所述程序測量來自所述存儲單元的多個電輸出信號。從所述多個電輸入信號產(chǎn)生所述多個電輸出信號。所述計(jì)算機(jī)可讀程序代碼被配置為導(dǎo)致所述程序計(jì)算所述多個電輸出信號的不變成分，所述不變成分取決于所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)并且基本上與所述存儲單元在所述一段時(shí)間內(nèi)的阻抗漂移特性無關(guān)。所述計(jì)算機(jī)可讀程序代碼還被配置為導(dǎo)致所述程序根據(jù)所述不變成分確定所述存儲單元的存儲狀態(tài)。從另一方面看，本發(fā)明提供了一種包括多個存儲單元的存儲器件。每個存儲單元包括由所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)表示的存儲狀態(tài)，并且所述存儲單元的阻抗在一段時(shí)間內(nèi)漂移。所述存儲器件還包括被配置為執(zhí)行以下操作的控制器(a)接收指定要讀取的存儲器位置的地址；(b)選擇所指定的存儲單元；(C)將多個電輸入信號施加于所述存儲單元；(d)測量來自所述存儲單元的、從所述多個電輸入信號產(chǎn)生的多個電輸出信號； (e)計(jì)算所述多個電輸出信號的取決于所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)的不變成分，所述不變成分基本上與所述存儲單元在所述一段時(shí)間內(nèi)的阻抗漂移特性無關(guān)；以及(f)根據(jù)所述不變成分確定所述存儲單元的存儲狀態(tài)。從第七方面看，本發(fā)明提供了一種包括計(jì)算機(jī)代碼的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序當(dāng)被加載到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并在其上執(zhí)行時(shí)，導(dǎo)致所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行本發(fā)明的所有步驟。


現(xiàn)在將僅通過實(shí)例的方式參考附圖中示出的優(yōu)選實(shí)施例描述本發(fā)明，這些附圖是圖IA和IB示出了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例的相變存儲單元的模型；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例的用于讀取相變存儲器的過程；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例的用于計(jì)算不變成分的本發(fā)明的一個實(shí)施例的流程圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例的存儲單元的四個測量區(qū)域的實(shí)例；圖5示出了基于存在漂移和多級單元統(tǒng)計(jì)模型的本發(fā)明的備選實(shí)施例；圖6示出了用于計(jì)算不變成分的本發(fā)明的備選實(shí)施例的流程圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例的兩種測量到單值量的通用映射；圖8示出了用于計(jì)算不變成分的本發(fā)明的另一個實(shí)施例的流程圖；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例的將至少一個周期性輸入信號施加于存儲單元；以及圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例的相變存儲器件、存儲控制器以及存儲器陣列。
具體實(shí)施例方式參考本發(fā)明的實(shí)施例描述了本發(fā)明。在對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的描述中，將參考圖 1-10。本發(fā)明的一個實(shí)施例是一種用于在一段時(shí)間內(nèi)讀取相變存儲器的方法。在相變存儲器中，存儲單元的狀態(tài)由所述存儲單元中的物質(zhì)的組成表示。例如，在四狀態(tài)相變存儲單元中，二進(jìn)制00狀態(tài)可以由0%的非晶物質(zhì)表示，二進(jìn)制01狀態(tài)可以由25%的非晶物質(zhì)表示，二進(jìn)制10狀態(tài)可以由50%的非晶物質(zhì)表示，二進(jìn)制11狀態(tài)可以由75%的非晶物質(zhì)表此外，在一段時(shí)間內(nèi)，相變存儲器呈現(xiàn)阻抗漂移(電阻抗變化)。與用于讀取存儲器的常規(guī)存儲器配置不同，本發(fā)明的實(shí)施例通過確定來自存儲單元的兩個或多個檢測到的信號的不變成分來讀取存儲單元的狀態(tài)，或者備選地使用周期性輸入信號來獲得傳達(dá)有關(guān)單元狀態(tài)的信息的諧波。如下面更詳細(xì)描述的，所述不變成分取決于存儲單元的組成并且基本上與存儲單元中在所述一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的阻抗漂移無關(guān)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例的特定配置中，所述存儲單元包括諸如鍺-銻-碲 (GST)之類的相變物質(zhì)，其非晶物質(zhì)和結(jié)晶物質(zhì)的組成可以調(diào)整。也就是說，非晶物質(zhì)量或結(jié)晶物質(zhì)量用于表示所述存儲單元中的數(shù)據(jù)。因此，所述存儲單元可以被編程為至少兩種狀態(tài)中的一種。每種狀態(tài)由結(jié)晶物質(zhì)與非晶物質(zhì)的不同比率表示。結(jié)晶物質(zhì)與非晶物質(zhì)的比率可以被理解為結(jié)晶物質(zhì)量、非晶物質(zhì)量或結(jié)晶物質(zhì)與非晶物質(zhì)的比率的特性。要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明的實(shí)施例的應(yīng)用并不限于使用GST型相變存儲器的存儲單元。還需要指出的是，將單元的狀態(tài)與比率關(guān)聯(lián)過于簡單化，因?yàn)閮蓚€單元可能具有相同的比率，但非晶物質(zhì)和結(jié)晶物質(zhì)之間的特定組態(tài)卻完全不同。由于此原因，應(yīng)參考單元中非晶物質(zhì)的組態(tài)以便描述單元的狀態(tài)。盡管非晶物質(zhì)的阻抗可能隨時(shí)間漂移，但組態(tài)本身不會更改(至少對于所討論的特定漂移現(xiàn)象)，因此組態(tài)是用于與狀態(tài)關(guān)聯(lián)的良好實(shí)體。
已對相變物質(zhì)的非晶狀態(tài)和結(jié)晶狀態(tài)的電特性進(jìn)行了廣泛的研究。從這些研究中得出的一種觀點(diǎn)是非晶物質(zhì)的阻抗特性是高度非線性的。也就是說，通過處于非晶狀態(tài)的單元的電流不隨對單元施加的電壓而成比例(線性)增加。另一方面，公知的是，相變物質(zhì)的結(jié)晶狀態(tài)與非晶物質(zhì)具有完全不同的電特性，具體地說，結(jié)晶狀態(tài)在電流和電壓之間遵循更線性的關(guān)系。由于單元的狀態(tài)由非晶物質(zhì)連同關(guān)聯(lián)結(jié)晶物質(zhì)一起的組態(tài)形成，因此可以通過在單元的電流/電壓關(guān)系的多個不同工作點(diǎn)處激勵單元來獲得有關(guān)單元狀態(tài)的信息。本發(fā)明的實(shí)施例利用此工作特性開發(fā)了一種用于抵抗漂移的技術(shù)，更具體地說，一種用于比常規(guī)一次測量單元讀數(shù)更準(zhǔn)確地表征單元狀態(tài)的技術(shù)。在圖IA中，示出了相變存儲單元的模型102。模型102包括底部電極104、相變物質(zhì)106和頂部電極112。相變物質(zhì)106包括非晶物質(zhì)108和結(jié)晶物質(zhì)110。如圖所示，非晶物質(zhì)108和結(jié)晶物質(zhì)110相對于底部電極104和頂部電極112在串聯(lián)電路中。將指出的是，此模型102是實(shí)際相變存儲單元的廣泛概括。在圖IB中，非晶物質(zhì)108和結(jié)晶物質(zhì)110 被示為相對于底部電極104和頂部電極112配置在并聯(lián)電路中。在其他實(shí)施例(未示出) 中，非晶物質(zhì)108可以在結(jié)晶物質(zhì)110內(nèi)形成并且反之亦然。如前所述，通?？梢詷?gòu)想存儲單元中的非晶物質(zhì)的不同組態(tài)。結(jié)晶物質(zhì)110與非晶物質(zhì)108的不同比率呈現(xiàn)不同的特性。例如，隨著非晶物質(zhì) 108的數(shù)量的增加，底部電極104與頂部電極112之間的阻抗也增加。但是，在一段特定時(shí)間內(nèi)，結(jié)晶物質(zhì)110與非晶物質(zhì)108的任意比率的阻抗呈現(xiàn)阻抗漂移。存儲單元處最初存儲或編程的阻抗以隨機(jī)方式變化。因此，單獨(dú)存儲單元的阻抗可能不再準(zhǔn)確地表示存儲的數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)到圖2，示出了用于讀取相變存儲單元的實(shí)例流程圖。所述存儲單元被編程為至少兩種狀態(tài)之一，由所述存儲單元中的物質(zhì)的組成表示該狀態(tài)。例如，物質(zhì)的組成可以是所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)。過程流始于施加操作204。在施加操作204期間，將多個電輸入信號施加于所述存儲單元。所述多個電輸入信號在所述相變存儲單元的電流-電壓特性關(guān)系的多個點(diǎn)處偏置所述存儲單元。也就是說，將每個電輸入信號設(shè)置為不同的電壓， 以便進(jìn)出相變物質(zhì)的電流或阻抗是不同的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，對于施加操作204，可以使用各種用于施加多個電輸入信號的方法。例如，可以施加多個(兩個或更多)不同的電輸入信號(0. 2V、0. 5V、0. 7V)， 其中可以讀取不同的電流或阻抗。備選地，可以施加連續(xù)電輸入信號以便可獲得連續(xù)的電流或阻抗曲線，隨后可以使用可執(zhí)行若干積分和采樣步驟的電路將這些曲線轉(zhuǎn)換成一系列樣本。施加操作204還包括測量多個生成的電輸出信號。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的一個實(shí)施例中，所述連續(xù)電輸入信號采用正弦信號或其他周期性信號的形式，并且采樣電路測量輸出信號中存在的各種頻率成分的振幅。將周期性信號施加于非線性系統(tǒng)時(shí)，輸出信號的頻譜將不同于輸入信號的頻譜。例如，如果將單一正弦波施加于具有二次響應(yīng)的系統(tǒng)(即，其中輸入信號的加倍將產(chǎn)生四倍的輸出信號的系統(tǒng))，則系統(tǒng)的輸出將包含原始頻率和兩倍于原始頻率的生成成分。因此，一種測量PCM單元的非線性行為的方法是施加具有已知或已測量的頻率成分的周期性信號，然后在將由任何非線性行為生成或增強(qiáng)的頻率處測量輸出信號的幅度。作為一個簡單的實(shí)例，如果施加具有固定振幅并且頻率為F的單一正弦波作為單元的輸入信號，則在頻率F處測量的輸出幅度將提供系統(tǒng)的線性響應(yīng)的量度，而在頻率2F 處測量的輸出幅度將提供系統(tǒng)的非線性特性的量度。實(shí)際上，周期性輸入信號可具有直流 (DC)偏移并且可能包含多個輸入頻率。在施加操作204期間，將測量來自所述存儲單元的多個電輸出信號。從所述多個電輸入信號產(chǎn)生所述多個電輸出信號?？梢宰鳛橄嘧兾镔|(zhì)的電流或阻抗讀取所述電輸出信號。如上所述，如果在施加操作204期間施加了三個電輸入信號，則測量三個電輸出信號。 如果在施加操作204期間施加了連續(xù)電輸入信號，則隨后可以使用可執(zhí)行若干積分和采樣步驟的電路將連續(xù)電輸出信號轉(zhuǎn)換成一系列樣本。例如，如果電輸入信號為0. 2V、0. 5V和 0.7V，則可以測量電流20uA、60uA和IOOuA作為電輸出信號。要指出的是，這些值僅為示例性的。施加操作204完成之后，控制傳遞到計(jì)算操作206。如果使用周期性輸入信號代替一系列固定振幅電平，則在施加操作204期間，所述多個輸出信號代表輸出信號中選定頻率成分的振幅，而不是輸出的DC測量(如果給定多個DC輸入電平)。在計(jì)算操作206期間，根據(jù)所述多個電輸出信號計(jì)算所述多個電輸出信號的不變成分。如上所述，所述不變成分取決于存儲單元中的物質(zhì)的組態(tài)，并且基本上與存儲單元在一段特定時(shí)間內(nèi)的阻抗漂移特性無關(guān)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，將測量存儲單元的溫度?？梢允褂冒惭b在包含所述存儲單元的存儲器芯片外部的溫度傳感器，或優(yōu)選地使用嵌入所述存儲器芯片內(nèi)并靠近所述存儲單元的溫度傳感器來執(zhí)行此類測量。測量溫度之后，計(jì)算所述多個輸出電信號的不變成分包括至少部分地考慮所述存儲單元的溫度和所述一段時(shí)間的因素。計(jì)算操作206完成之后，控制傳遞到確定操作212。在確定操作212期間，根據(jù)所述不變成分確定所述存儲單元的存儲狀態(tài)。確定操作212完成之后，過程流結(jié)束。在圖3中示出的本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，計(jì)算所述不變成分包括映射操作 302和確定操作304。計(jì)算所述不變成分始于映射操作302。在映射操作302期間，將所述多個電輸出信號映射到多個測量區(qū)域之一。每個測量區(qū)域包含多維空間的多維區(qū)域。例如，如果存在兩個電輸出信號，則在可能測量值的2維平面上為每個測量區(qū)域指定包含(x，y)坐標(biāo)的面積。 如果存在三個電輸出信號，則在可能測量值的3維體積上為每個測量區(qū)域指定包含(X，y， ζ)坐標(biāo)的體積。每個坐標(biāo)基于單個電輸出信號的值。換言之，所述多個測量區(qū)域?qū)?yīng)于所述多個電輸出信號在所述存儲單元的不同存儲狀態(tài)處的可能結(jié)果。圖4示出了四個測量區(qū)域的實(shí)例。圖的R7tltl和Ii2cici軸分別表示700mV和200mV時(shí)獲得的阻抗測量。還通過點(diǎn)線示出了樣本測量402。這些樣本測量對應(yīng)于被編程為四種不同初始狀態(tài)的單元(其阻抗隨時(shí)間漂移)。當(dāng)漂移發(fā)生時(shí)，使用兩個電壓中的任一電壓測量 404的阻抗(示為實(shí)線)以不同的速率增加。從圖中可以看到，一旦發(fā)生顯著的阻抗漂移， 則不可能通過單個測量區(qū)分單元的初始狀態(tài)。但是使用兩種測量并使用在此所述的測量區(qū)域，可以正確地識別單元的狀態(tài)。可以通過各種處理獲得所述測量區(qū)域。僅可偶發(fā)地(例如，在系統(tǒng)存儲器安裝時(shí)) 進(jìn)行測量區(qū)域的定義。存儲器可支持的測量區(qū)域數(shù)可以更改，具體取決于存儲器的質(zhì)量和存儲器的工作條件以及其他因素。在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實(shí)施例中，用于獲得測量區(qū)域的處理包括接受期望數(shù)量的不同存儲單元狀態(tài)(或簡稱存儲狀態(tài))。所述處理然后包括將至少一個存儲單元編程為每種期望的存儲狀態(tài)。對于每種存儲狀態(tài)，將多個電輸入信號施加于所述存儲單元。從每種存儲狀態(tài)的多個電輸入信號，優(yōu)選地在多個時(shí)間實(shí)例從所述存儲單元測量多個電輸出信號，以便單元的阻抗由于漂移而改變。所述處理然后將來自每種存儲狀態(tài)的多個電輸出信號與該存儲狀態(tài)關(guān)聯(lián)。為每種存儲狀態(tài)指定測量區(qū)域，以便每個測量區(qū)域包含所述多個電輸出信號中絕大多數(shù)與該存儲狀態(tài)關(guān)聯(lián)的電輸出信號。如果此操作不可能，則減少可能測量區(qū)域的數(shù)量以便擴(kuò)大測量區(qū)域大小。返回圖3，映射操作302完成之后，控制傳遞到確定操作304。在確定操作304期間，確定所述不變成分。將所述不變成分確定為等于所述多個電輸出信號所映射到的特定測量區(qū)域。例如，在將兩個電輸出信號作為電流讀取的1位相變存儲單元中，存在兩個測量區(qū)域。第一測量區(qū)域包含所有大于或等于直線y = 2X+150的值，第二測量區(qū)域包含所有小于此直線的值。如果所述多個電輸出信號具有值90uA和200uA，則將所述不變成分確定為等于所述第二測量區(qū)域。要指出的是，這些值僅為示例性的。在示例性實(shí)施例中，值x、y和 ζ可以表示電流的對數(shù)。確定操作304完成之后，將完成圖2中的計(jì)算操作206，并且控制傳遞到確定操作212。在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實(shí)施例中，確定測量區(qū)域包括將至少一個存儲單元編程為多種可能初始狀態(tài)中的每一種初始狀態(tài)至少一次。接下來，在每次編程操作之后施加所述多個輸入電信號。然后在一段時(shí)間內(nèi)測量從所述多個電輸入信號產(chǎn)生的多個輸出電信號至少一次，以便觀察單元漂移。將所述多個輸出電信號與所述至少一個單元被編程為的可能初始狀態(tài)關(guān)聯(lián)。最后，為所述多種可能初始狀態(tài)中的每一種初始狀態(tài)選擇所述測量區(qū)域中的一個測量區(qū)域，以包含所述多個輸出電信號中絕大多數(shù)與期望初始狀態(tài)關(guān)聯(lián)的輸出電信號。如果此操作不可能，則減少測量區(qū)域數(shù)(因此減少狀態(tài)數(shù))，并重新啟動選擇測量區(qū)域的過程。在迄今為止討論的實(shí)施例中，假定從所述單元獲得兩個或更多測量，則通過計(jì)算與所述測量關(guān)聯(lián)的測量區(qū)域推導(dǎo)所述單元的狀態(tài)。此類信息提取方法可以說具有“硬決策” 屬性，因?yàn)樵讷@得兩個或更多測量之后決定單元的特定狀態(tài)。更具體地說，可以通過以下方式獲得顯著益處避免就所認(rèn)為的單元狀態(tài)進(jìn)行這種硬決策，從而采用本領(lǐng)域公知的信息作為軟決策。軟決策的概念所關(guān)注的問題是計(jì)算在已在單元中編程特定(假定)狀態(tài)的條件下獲得一組特定的已獲得測量的概率。針對每種假定的初始狀態(tài)獲得此概率，并且生成的概率向量概括了針對所述單元獲得的測量。從此概率向量可以計(jì)算單元狀態(tài)的所謂最大似然估計(jì)，這對應(yīng)于選擇如上計(jì)算的概率最大的初始狀態(tài)。為此，此概率向量在此被稱為似然概率向量。如果可以假定初始狀態(tài)上的概率分布(例如均勻分布)，則可以通過將上述似然概率向量與初始狀態(tài)上的概率分布組合在一起并使用稱為貝葉斯規(guī)則的概率和統(tǒng)計(jì)工具來獲得另一類估計(jì)，稱為最大后驗(yàn)概率(MAP)估計(jì)。MAP估計(jì)選擇具有最高正確狀態(tài)概率的初始狀態(tài)(給定多個測量的情況下)。計(jì)算最大對數(shù)(ML)和MAP估計(jì)并且然后忽視所述測量仍在硬決策方法的范圍內(nèi)，但是如果存儲的數(shù)據(jù)被編碼，即，如果數(shù)據(jù)具有已知冗余 (例如，它采用錯誤控制代碼)，則似然概率向量可以非常有效地與所述錯誤控制代碼和讀取的數(shù)據(jù)組合，以顯著增強(qiáng)單元的恢復(fù)后的狀態(tài)的可靠性?？梢砸蕾嚧罅课墨I(xiàn)來設(shè)計(jì)執(zhí)行此操作的系統(tǒng)。本發(fā)明的各實(shí)施例的新穎性在于使用多個測量抵抗漂移的概念的新穎組合以及獲得似然概率向量，所述似然概率向量然后使能將許多統(tǒng)計(jì)信號處理技術(shù)有效地應(yīng)用于相變存儲器。圖5示出了基于存在漂移和多級單元統(tǒng)計(jì)模型502(應(yīng)簡短描述)的本發(fā)明的備選實(shí)施例。圖5源自圖2，其中增加了在所述單元的每種可能初始編程狀態(tài)條件下計(jì)算測量的概率的步驟504。然后將這些估計(jì)傳輸506到更高層的處理，所述更高層的處理可以使用來自多個存儲器位置的似然概率向量以及錯誤控制代碼，以便根據(jù)本領(lǐng)域公知的技術(shù)以高可靠性推導(dǎo)所述多個存儲器位置中的單元的狀態(tài)?，F(xiàn)在描述導(dǎo)致創(chuàng)建統(tǒng)計(jì)模型502的步驟。將確定多種基準(zhǔn)測量。每種基準(zhǔn)測量對應(yīng)于所述多個電輸出信號在存儲單元的不同存儲狀態(tài)以及在不同測量時(shí)間和不同溫度時(shí)的可能結(jié)果。例如，在具有兩個電輸出信號的1位相變存儲單元中，第一基準(zhǔn)測量可以是 (100uA，150uA)，第二基準(zhǔn)測量可以是(50uA，IOOuA)。再次地，這些值僅為示例性的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，可以使用各種過程確定基準(zhǔn)測量。確定基準(zhǔn)測量的實(shí)例包括但不限于在考慮阻抗漂移的制造期間確定基準(zhǔn)測量，或者在讀取操作期間通過多次采樣多個存儲單元(以便考慮漂移)來確定基準(zhǔn)測量。使用所述基準(zhǔn)測量可以獲得統(tǒng)計(jì)模型，所述統(tǒng)計(jì)模型描述了當(dāng)已在給定狀態(tài)編程單元時(shí)，在給定時(shí)間之后并在給定溫度處獲得給定多種測量的概率。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，可以使用各種過程生成所述統(tǒng)計(jì)模型。例如，可以在制造期間或通過采樣多個存儲單元來從已知值生成所述統(tǒng)計(jì)模型。一種可以使用的可能參數(shù)化統(tǒng)計(jì)模型是將漂移建模為對數(shù)阻抗域中的更改，所述更改將多種測量中的每一種解釋為編程與讀取之間已用時(shí)間的對數(shù)的線性函數(shù)，并且具有可以建模為可能的有色高斯隨機(jī)過程的附加噪聲。也就是說，給定時(shí)間實(shí)例的噪聲可以取決于先前時(shí)間實(shí)例的噪聲。描述先前提及的線性函數(shù)的參數(shù)以及高斯隨機(jī)過程的參數(shù)可以從所述基準(zhǔn)測量中提取，其中所述參數(shù)通常是初始編程單元狀態(tài)以及讀取溫度的函數(shù)。通過調(diào)整上面引入的斜率和方差將進(jìn)行讀取時(shí)的溫度結(jié)合在所述統(tǒng)計(jì)模型中。轉(zhuǎn)到圖6，示出了圖2中所示的計(jì)算操作206的另一個實(shí)施例。在此實(shí)施例中，計(jì)算操作206包括將所述多個測量映射到單值量。例如，計(jì)算操作206可以進(jìn)一步包括計(jì)算操作602和確定操作604。計(jì)算操作206始于計(jì)算操作602。在計(jì)算操作602期間，根據(jù)所述多個電輸出信號計(jì)算單值量。所述單值量對應(yīng)于存儲狀態(tài)之一。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，可以使用各種過程計(jì)算單值量。例如，可以使用數(shù)學(xué)模型求解方程式系統(tǒng)。存儲單元的第一相的電氣行為可以在數(shù)學(xué)上建模為函數(shù)約束Phi (E，I，a) = 0，其中E是電場向量信號，I是電流密度向量信號， a是一組參數(shù)，其中部分參數(shù)可能經(jīng)歷漂移并且部分參數(shù)可能隨溫度變化。存儲單元的第二相的電氣行為可以在數(shù)學(xué)上建模為函數(shù)約束Psi (E，I，b) = 0，其中E是電場向量信號，I 是電流密度向量信號，b是一組參數(shù)，所述參數(shù)或者基本上不隨時(shí)間變化(但可能取決于溫度)或者可通過其他手段測量。接下來，通過考慮相變物質(zhì)的兩相的空間分布的幾何模型對存儲單元的電流-電壓特性關(guān)系進(jìn)行建模，所述兩相可以根據(jù)Phi和psi，通過與電磁場和半導(dǎo)體理論有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)約減為穩(wěn)態(tài)約束f (I，V，a, b，c) = 0，其中I是電流，V是施加于單元的電壓，a和b同上，并且c是一組描述兩相的空間分布的參數(shù)。求解c提供了給出所述不變成分的單值量。在一個特定實(shí)施例中，用于獲得穩(wěn)態(tài)約束的方法基于有限元法。在一個特定實(shí)施例中，第一和第二相的空間分布如圖1中所示，具有底部觸點(diǎn)、第一相(非晶)層和第二相(多晶)層以及頂部觸點(diǎn)，第一和第二相的厚度是不變參數(shù)。在另一個特定實(shí)施例中，第一相在由絕緣材料包圍的底部電極的頂部具有半球形分布，而第二相填滿剩余空間并與第一相共同形成一層，所述層的頂部是頂部電極；所述球形的半徑和所述層的總厚度是不變成分。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易地認(rèn)識到，本發(fā)明并不限于PCM單元的空間描述的特定選擇。在示例性實(shí)施例中，可以使用本領(lǐng)域公知的非線性求解技術(shù)、本領(lǐng)域公知的近似非線性求解技術(shù)、本領(lǐng)域公知的標(biāo)準(zhǔn)線性擬合技術(shù)以及本領(lǐng)域公知的標(biāo)準(zhǔn)非線性擬合技術(shù)的組合來計(jì)算不變成分C。在本發(fā)明的一個特定優(yōu)選實(shí)施例中，使用以下數(shù)學(xué)模型phi(E，I，a) = (al *asinh(a2 * I)—Ε)，其中 a = (al, a2)；psi(E，I，a) = (b * I_E)；以及f(I，V，a，b，c) = (cl * al * asinh (a2 * I)+c2 * b * I_V)，其中 c = (cl，c2)。 此模型可用于描述如圖1中的空間分布，也稱為系列模型(series model)，其中cl是非晶物質(zhì)的厚度，并且c2是多晶物質(zhì)的厚度。因此，相變存儲單元的電流-電壓特性關(guān)系被建模為V = (C，* a * asinh (b
I)+c女I)，其中V是跨相變存儲單元的壓降，I是通過相變存儲單元的電流，a和b取決于相變存儲單元的漂移特性，C’、c其中之一或兩者可以是不變成分。在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，使用以下數(shù)學(xué)模型phi(E, I，a) = (al * sinh(a2 * E)_I)，其中 a = (al, a2)；psi(E，I，a) = (b * E-I)；以及f(I，V，a，b，c) = (cl * al * sinh (a2 * V) +c2 * b * V_I)，其中 c = (cl，c2)。 此模型可用于描述稱為平行模型的空間分布，其中cl是描述非晶物質(zhì)的有效橫截面的表面參數(shù)，c2是描述多晶物質(zhì)的有效橫截面的表面參數(shù)。因此，相變存儲單元的電流-電壓特性關(guān)系被建模為(I = c’ ^ a ^ sinh(b
V)+c * V)，其中V是跨相變存儲單元的壓降，I是通過相變存儲單元的電流，a和b取決于相變存儲單元的漂移特性，c’、c其中之一或兩者可以是不變成分。計(jì)算操作602完成之后，控制傳遞到確定操作604。在確定操作604期間，將所述不變成分確定為等于所述單值量。在確定操作604之后，將完成計(jì)算操作206。在圖7中，示出了兩個測量到單值量的通用映射。圖702中的軸表示兩個測量的可能值。圖中的粗線706表示分配給相同單值量的點(diǎn)。可以針對具有區(qū)域712的分割線704 解釋所述單值量。這些區(qū)域712中的每一個都旨在與一種單元狀態(tài)關(guān)聯(lián)。如果將兩個測量映射到區(qū)域712，則推斷單元狀態(tài)與區(qū)域712關(guān)聯(lián)。圖8連同圖9示出了本發(fā)明的一個備選實(shí)施例。此實(shí)施例始于施加操作802。在施加操作802期間，將至少一個周期性輸入信號904施加于存儲單元。此周期性信號可能具有零或非零平均值。所述存儲單元具有可能是非線性的輸入/輸出特性關(guān)系902。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到用于將周期性輸入信號施加于存儲單元的各種方法。施加操作802 完成之后，控制傳遞到將測量輸出906的測量操作804。在測量操作804期間，將測量從施加的每個周期性輸入信號904產(chǎn)生的至少一個諧波頻率908的振幅。測量操作804完成之后，控制傳遞到計(jì)算操作806。
在計(jì)算操作806期間，將計(jì)算不變成分。在本發(fā)明的此實(shí)施例中，所述不變成分取決于存儲單元中的非晶物質(zhì)的數(shù)量。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，可以使用各種方法計(jì)算所述不變成分。在所述方法的一個實(shí)施例中，所述單元可以如圖1中那樣建模，其中非晶物質(zhì)層被多晶物質(zhì)層覆蓋。假設(shè)將周期性電壓信號施加于所述單元，并假設(shè)可忽略多晶物質(zhì)存在的影響，則電流由以下公式描述I = (a* Sinh (b * V))，其中I是瞬時(shí)電流，V是瞬時(shí)電壓，a和b是描述非晶物質(zhì)的組態(tài)及其電氣特性兩者的參數(shù)。將電壓信號V(t) =cos(w0 女t)施加于所述單元，其中t是時(shí)間，w0是基角頻率。然后通過標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)(例如，對頻率 w0的有限倍數(shù)進(jìn)行緊密過濾(tight filtering)，后跟信號振幅提取和量化電路)測量電流I(t)的頻率成分。然后使用提取的頻率成分H、f2等計(jì)算不變成分。可以根據(jù)所述模型以分析方式或數(shù)字方式提取不變成分。一種可能的方法是計(jì)算所述模型的ΙΛ關(guān)系的泰勒級數(shù)展開并使用標(biāo)準(zhǔn)分析技術(shù)將每個級數(shù)系數(shù)映射到fl、f2等中的每一個。其他近似方法可以包括使用f3作為不變成分。更一般地說，諧波頻率振幅的計(jì)算結(jié)果可以被解釋為已在此實(shí)施例內(nèi)廣泛討論的多種測量。因此，在此描述的所有技術(shù)(用于處理多種測量以獲得不變成分并進(jìn)而推導(dǎo)單元的狀態(tài))均適用于周期性信號是所述單元的輸入并測量諧波頻率振幅的情況。因此，測量區(qū)域和到單值量的映射的概念將擴(kuò)展到這種情況。在一個特定實(shí)施例中，為每種可能的存儲單元狀態(tài)指定所述不變成分的值。計(jì)算操作806完成之后， 控制傳遞到確定操作808。在確定操作808期間，根據(jù)所述不變成分確定所述存儲單元的存儲狀態(tài)。如上所述，可以使用各種方法根據(jù)所述不變成分確定所述存儲單元的存儲狀態(tài)。確定操作808完成之后，過程流結(jié)束。轉(zhuǎn)到圖10，示出了存儲器件、存儲控制器1002和存儲器陣列1004的一個實(shí)施例。 存儲控制器1002包括偏置單元1008、測量單元1010、計(jì)算單元1012和確定單元1014。存儲器陣列1004包括多個存儲單元1006。每個存儲單元1006包括相變物質(zhì)1016。相變物質(zhì)1016通過存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)表示存儲狀態(tài)，并且存儲單元的阻抗在一段時(shí)間內(nèi)漂移?？刂破?002被配置為(a)接收指定要讀取的存儲器位置的地址；(b)選擇所指定的存儲單元；(c)將多個電輸入信號施加于所述存儲單元；(d)測量來自所述存儲單元的、 從所述多個電輸入信號產(chǎn)生的多個電輸出信號；(e)計(jì)算所述多個電輸出信號的取決于所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)的不變成分，所述不變成分基本上與所述存儲單元在一段時(shí)間內(nèi)的阻抗漂移特性無關(guān)；以及(f)根據(jù)所述不變成分確定所述存儲單元的存儲狀態(tài)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，偏置單元1008被配置為通過所述多個電輸入信號偏置存儲單元1006。如上所述，所述電輸入信號可以在所述相變存儲單元的電流-電壓特性關(guān)系的多個點(diǎn)處偏置存儲單元1006或者是施加于相變存儲單元1006的連續(xù)輸入信號的一部分。在本發(fā)明的一個備選實(shí)施例中，偏置單元1008被配置為施加周期性輸入信號。在本發(fā)明的一個備選實(shí)施例中，測量單元1010被配置為測量來自存儲單元1006 的、從所述多個電輸入信號產(chǎn)生的所述多個電輸出信號。測量單元1010可以被配置為將所述多個電輸出信號測量為多個不同的電輸出信號或連續(xù)電輸出信號。在本發(fā)明的一個備選實(shí)施例中，測量單元1010測量從周期性輸入信號產(chǎn)生的諧波頻率的振幅。在本發(fā)明的一個備選實(shí)施例中，計(jì)算單元1012被配置為計(jì)算所述多個電輸出信號的不變成分。所述不變成分取決于存儲單元1006中的非晶物質(zhì)的組態(tài)并且基本上與存儲單元1006在一段時(shí)間內(nèi)的阻抗漂移特性無關(guān)。如上所述，計(jì)算單元1012可以使用各種方法計(jì)算所述不變成分。計(jì)算單元1012可以通過以下方法計(jì)算所述不變成分將所述電輸出信號或所述諧波頻率的振幅映射到測量區(qū)域，計(jì)算所述多個電輸出信號的不變成分或所述諧波頻率的振幅的不變成分對應(yīng)于存儲狀態(tài)之一的概率，或者求解方程式系統(tǒng)以得到等于所述不變成分的測量值。在本發(fā)明的一個備選實(shí)施例中，確定單元1014被配置為根據(jù)所述不變成分確定所述存儲單元的存儲狀態(tài)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，結(jié)合在此披露的實(shí)施例描述的各種示例性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟可以實(shí)現(xiàn)為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或兩者的組合。為了清晰地描述硬件和軟件的這種互換性，以上總體按照其功能描述了各種示例性組件、塊、模塊、電路和步驟。 此類功能實(shí)現(xiàn)為硬件還是軟件取決于特定應(yīng)用和對整體系統(tǒng)施加的設(shè)計(jì)約束。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以針對每種特定應(yīng)用以不同方式實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是此類實(shí)現(xiàn)決策不應(yīng)被解釋為導(dǎo)致偏離本發(fā)明的范圍。結(jié)合在此披露的實(shí)施例描述的各種示例性邏輯塊、模塊和電路可以使用旨在執(zhí)行在此描述的功能的通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其他可編程邏輯器件、分離門或晶體管邏輯、分離硬件組件或它們的任意組合來實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器、常規(guī)處理器、控制器、微控制器、狀態(tài)機(jī)等。處理器還可以實(shí)現(xiàn)為計(jì)算器件的組合，例如DSP和一個微處理器、多個微處理器、一個或多個微處理器連同DSP核心或任何其他此類配置的組合。此外，術(shù)語“處理”是廣義術(shù)語， 旨在包含多種含義，例如包括實(shí)現(xiàn)程序代碼、執(zhí)行指令、執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算等。結(jié)合在此披露的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可以直接包含在硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊或兩者的組合中。軟件模塊可以駐留在隨機(jī)存取存儲器(RAM)存儲器、閃存、 只讀存儲器(ROM)存儲器、可擦除可編程ROM(EPROM)存儲器、電可擦除可編程ROM(EEPROM) 存儲器、寄存器、硬盤、可移動盤、光盤ROM(CD-ROM)、數(shù)字通用盤(DVD)或本領(lǐng)域公知的任何其他形式的存儲介質(zhì)中。存儲介質(zhì)耦合到處理器以便所述處理器可以從存儲介質(zhì)讀取信息并向其中寫入信息。備選地，所述存儲介質(zhì)可以與所述處理器集成。所述處理器和所述存儲介質(zhì)可以駐留在專用集成電路(ASIC)ASIC中。ASIC可以駐留在用戶終端中。備選地， 所述處理器和所述存儲介質(zhì)可以作為分離組件駐留在用戶終端中。模塊可以包括但不限于以下任一項(xiàng)軟件或硬件組件(例如面向軟件對象的軟件組件、類組件和任務(wù)組件)、進(jìn)程、方法、函數(shù)、屬性、過程、子例程、程序代碼段、驅(qū)動程序、固件、微代碼、電路、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、表、數(shù)組或變量。下面參考根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的方法、裝置(系統(tǒng))和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方塊圖對本發(fā)明進(jìn)行了描述。將理解，所述流程圖和/或方塊圖的每個方塊以及所述流程圖和/或方塊圖中的方塊的組合可以由計(jì)算機(jī)程序指令來實(shí)現(xiàn)。這些計(jì)算機(jī)程序指令可以被提供給通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器以產(chǎn)生機(jī)器，以便通過所述計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器執(zhí)行的所述指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)一個或多個流程圖和/或方塊圖方塊中指定的功能/操作的裝置。這些計(jì)算機(jī)程序指令也可以被存儲在可引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置以特定方式執(zhí)行功能的計(jì)算機(jī)可讀存儲器中，以便存儲在所述計(jì)算機(jī)可讀存儲器中的所述指令產(chǎn)生一件包括實(shí)現(xiàn)在所述一個或多個流程圖和/或方塊圖方塊中指定的功能/操作的指令裝置的制品。所述計(jì)算機(jī)程序指令還可被加載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置，以導(dǎo)致在所述計(jì)算機(jī)或其他可編程裝置上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的過程，從而在所述計(jì)算機(jī)或其他可編程裝置上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在一個或多個流程圖和/或方塊圖方塊中指定的功能/操作的步驟。附圖中的流程圖和方塊圖示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的可能實(shí)施方式的架構(gòu)、功能和操作。在此方面，所述流程圖或方塊圖中的每個方塊都可以表示代碼的模塊、段或部分，所述代碼包括用于實(shí)現(xiàn)指定的邏輯功能(多個)的一個或多個可執(zhí)行指令。還應(yīng)指出，在某些備選實(shí)施方式中，在方塊中說明的功能可以不按圖中說明的順序發(fā)生。例如，示為連續(xù)的兩個方塊可以實(shí)際上被基本同時(shí)地執(zhí)行，或者某些時(shí)候，取決于所涉及的功能，可以以相反的順序執(zhí)行所述方塊。還將指出，所述方塊圖和/或流程圖的每個方塊以及所述方塊圖和/或流程圖中的方塊的組合可以由執(zhí)行指定功能或操作的基于專用硬件的系統(tǒng)或?qū)Ｓ糜布陀?jì)算機(jī)指令的組合來實(shí)現(xiàn)。在此使用的術(shù)語僅用于描述特定實(shí)施例，并非旨在限制本發(fā)明。如在此使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“所述”旨在同樣包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外明確指出。還將理解，術(shù)語“包括”和/或“包含”在本說明書中使用時(shí)，指定存在所聲明的特性、整體、步驟、 操作、元素和/或組件，但不排除存在或添加一個或多個其他特性、整體、步驟、操作、元素、 組件和/或它們的組合。下面權(quán)利要求中的所有裝置或步驟加功能元素的對應(yīng)結(jié)構(gòu)、材料、操作以及等同物旨在包括用于與其他具體要求保護(hù)的元素結(jié)合執(zhí)行所述功能的任何結(jié)構(gòu)、材料或操作。 出于示例和說明目的給出了對本發(fā)明的描述，但是所述描述并非旨在是窮舉的或是將本發(fā)明限于所公開的形式。實(shí)施例的選擇和描述是為了最佳地解釋本發(fā)明的原理、實(shí)際應(yīng)用，并且當(dāng)適合于所構(gòu)想的特定使用時(shí)，使得本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的具有各種修改的各種實(shí)施例。已如上所述地詳細(xì)并通過參考本申請的發(fā)明的實(shí)施例描述了本發(fā)明，將顯而易見的是，可以在不偏離所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍的情況下做出修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于操作存儲單元的方法，由所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)表示所述存儲單元的存儲狀態(tài)，所述存儲單元的阻抗在一段時(shí)間內(nèi)漂移，所述方法包括將多個電輸入信號施加于所述存儲單元；測量來自所述存儲單元的、從所述多個電輸入信號產(chǎn)生的多個電輸出信號； 計(jì)算所述多個電輸出信號的取決于所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)的不變成分，所述不變成分基本上與所述存儲單元在所述一段時(shí)間內(nèi)的阻抗漂移特性無關(guān)；以及根據(jù)所述不變成分確定所述存儲單元的存儲狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中所述多個電輸入信號在所述存儲單元的電流-電壓特性關(guān)系的多個點(diǎn)處偏置所述存儲單元。
3.如權(quán)利要求1或2中所述的方法，其中計(jì)算所述不變成分包括將所述多個電輸出信號映射到包含所述多個電輸出信號的測量區(qū)域，所述測量區(qū)域是多個測量區(qū)域中的一個測量區(qū)域，所述多個測量區(qū)域中的每個測量區(qū)域都對應(yīng)于所述存儲單元的一種可能存儲狀態(tài)；以及將所述不變成分確定為等于所述多個電輸出信號被映射到的測量區(qū)域。
4.如權(quán)利要求3中所述的方法，其中根據(jù)以下步驟確定所述測量區(qū)域?qū)⒅辽僖粋€存儲單元編程為多種可能初始狀態(tài)中的每一種初始狀態(tài)至少一次； 在每次編程操作之后施加所述多個輸入電信號至少一次； 測量從所述多個電輸入信號產(chǎn)生的所述多個輸出電信號； 將所述多個輸出電信號與所述至少一個單元被編程為的初始狀態(tài)關(guān)聯(lián)；以及為所述多種可能初始狀態(tài)中的每一種初始狀態(tài)選擇所述測量區(qū)域中的一個測量區(qū)域， 以包含所述多個輸出電信號中絕大多數(shù)與期望初始狀態(tài)關(guān)聯(lián)的輸出電信號。
5.如任一上述權(quán)利要求中所述的方法，還包括對于多種可能初始單元狀態(tài)中的每一種狀態(tài)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)模型計(jì)算在所述初始單元狀態(tài)的條件下獲得電輸出信號的多個測量的概率。
6.如任一上述權(quán)利要求中所述的方法，還包括 測量所述存儲單元的溫度；以及其中至少部分地根據(jù)所述存儲單元的溫度和所述一段時(shí)間來計(jì)算所述多個輸出電信號的不變成分。
7.如權(quán)利要求1至5中的任一權(quán)利要求中所述的方法，其中計(jì)算所述不變成分包括將電輸出信號的多個測量映射到單值量。
8.一種用于操作存儲單元的方法，由所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)表示存儲單元狀態(tài)，所述存儲單元的阻抗在一段時(shí)間內(nèi)漂移，所述方法包括將至少一個周期性輸入信號施加于所述存儲單元； 測量從所述至少一個周期性輸入信號產(chǎn)生的至少一個諧波頻率的振幅； 根據(jù)從所述至少一個周期性輸入信號產(chǎn)生的所述至少一個諧波頻率的振幅計(jì)算不變成分，所述不變成分取決于所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)，所述不變成分基本上與所述存儲單元在所述一段時(shí)間內(nèi)的阻抗漂移特性無關(guān)；以及根據(jù)所述不變成分確定所述存儲單元的存儲狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求8中所述的方法，其中計(jì)算所述不變成分包括將所述至少一個諧波頻率的振幅映射到包含所述至少一個諧波頻率的振幅的測量區(qū)域，所述測量區(qū)域是多個測量區(qū)域中的一個測量區(qū)域，所述多個測量區(qū)域?qū)?yīng)于所述至少一個諧波頻率的振幅在所述存儲單元的不同存儲狀態(tài)下的可能結(jié)果；以及將所述不變成分確定為等于所述至少一個諧波頻率的振幅所映射到的測量區(qū)域。
10.如權(quán)利要求9中所述的方法，其中通過以下步驟確定所述測量區(qū)域?qū)⒅辽僖粋€存儲單元編程為多種可能初始狀態(tài)中的每一種初始狀態(tài)至少一次； 在每次編程操作之后施加至少一個周期性輸入信號至少一次； 測量從所述至少一個周期性輸入信號產(chǎn)生的所述至少一個諧波頻率的振幅； 將所述至少一個諧波頻率的振幅與所述至少一個單元被編程為的初始狀態(tài)關(guān)聯(lián)；以及為所述多種可能初始狀態(tài)中的每一種初始狀態(tài)選擇所述測量區(qū)域中的一個測量區(qū)域， 以包含所述至少一個諧波頻率的振幅中絕大多數(shù)與期望初始狀態(tài)關(guān)聯(lián)的振幅。
11.一種用于操作存儲單元的存儲控制器，由所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)表示存儲單元狀態(tài)，所述存儲單元的阻抗在一段時(shí)間內(nèi)漂移，所述存儲控制器包括偏置單元，被配置為通過多個電輸入信號偏置存儲單元；測量單元，被配置為測量來自所述存儲單元的、從所述多個電輸入信號產(chǎn)生的多個電輸出信號；計(jì)算單元，被配置為計(jì)算所述多個電輸出信號的取決于所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)的不變成分，所述不變成分基本上與所述存儲單元在所述一段時(shí)間內(nèi)的阻抗漂移特性無關(guān)；以及確定單元，被配置為根據(jù)所述多個輸出電信號的所述不變成分確定所述存儲單元的存儲狀態(tài)。
12.如權(quán)利要求11中所述的存儲控制器，其中所述多個電輸入信號在所述存儲單元的電流-電壓特性關(guān)系的多個點(diǎn)處偏置所述存儲單元。
13.如權(quán)利要求11中所述的存儲控制器，其中所述多個電輸入信號是施加于所述存儲單元的連續(xù)輸入信號的一部分。
14.如權(quán)利要求11至13中的任一權(quán)利要求中所述的存儲控制器，其中所述計(jì)算單元進(jìn)一步被配置為將所述多個電輸出信號映射到包含所述多個電輸出信號的測量區(qū)域，所述測量區(qū)域是多個測量區(qū)域中的一個測量區(qū)域，所述多個測量區(qū)域中的每個測量區(qū)域都對應(yīng)于所述存儲單元的一種可能存儲狀態(tài)；以及將所述不變成分確定為等于所述多個電輸出信號被映射到的測量區(qū)域。
15.如權(quán)利要求11至14中的任一權(quán)利要求中所述的存儲控制器，其中所述計(jì)算單元進(jìn)一步被配置為對于多種可能初始單元狀態(tài)中的每一種狀態(tài)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)模型計(jì)算在所述初始單元狀態(tài)的條件下獲得電輸出信號的多個測量的概率。
16.如權(quán)利要求11至15中的任一權(quán)利要求中所述的存儲控制器，其中所述計(jì)算單元進(jìn)一步被配置為根據(jù)所述多個電輸出信號計(jì)算單值量，所述單值量是取決于所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)的值，每個單值量對應(yīng)于所述可能存儲單元狀態(tài)中的一種狀態(tài)；以及將所述不變成分確定為等于根據(jù)所述多個電輸出信號計(jì)算的所述單值量。
17.—種體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)可用存儲器中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括 與計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)耦合以便操作存儲單元的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，由所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)表示存儲單元狀態(tài)，所述存儲單元的阻抗在一段時(shí)間內(nèi)漂移，所述計(jì)算機(jī)可讀程序代碼被配置為導(dǎo)致所述程序執(zhí)行以下操作 將多個電輸入信號施加于所述存儲單元；測量來自所述存儲單元的、從所述多個電輸入信號產(chǎn)生的多個電輸出信號； 計(jì)算所述多個電輸出信號的取決于所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)的不變成分，所述不變成分基本上與所述存儲單元在所述一段時(shí)間內(nèi)的阻抗漂移特性無關(guān)；以及根據(jù)所述不變成分確定所述存儲單元的存儲狀態(tài)。
18.如權(quán)利要求17中所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述多個電輸入信號在所述存儲單元的電流-電壓特性關(guān)系的多個點(diǎn)處偏置所述存儲單元。
19.如權(quán)利要求17或18中所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還包括被配置為導(dǎo)致所述程序執(zhí)行以下操作的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼將所述多個電輸出信號映射到包含所述多個電輸出信號的測量區(qū)域，所述測量區(qū)域是多個測量區(qū)域中的一個測量區(qū)域，所述多個測量區(qū)域中的每個測量區(qū)域都對應(yīng)于所述存儲單元的一種可能存儲狀態(tài)；以及將所述不變成分確定為等于所述多個電輸出信號被映射到的測量區(qū)域。
20.如權(quán)利要求19中所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還包括被配置為導(dǎo)致所述程序執(zhí)行以下操作的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼將至少一個存儲單元編程為多種可能存儲狀態(tài)中的每一種存儲狀態(tài)至少一次； 對于每種可能存儲狀態(tài)，施加多個電輸入信號；對于每種可能存儲狀態(tài)，測量從所述多個電輸入信號產(chǎn)生的多個電輸出信號； 對于每種可能存儲狀態(tài)，將所述多個電輸出信號與所述存儲狀態(tài)關(guān)聯(lián)；以及對于每種可能存儲狀態(tài)，為所述多種存儲狀態(tài)中的每一種存儲狀態(tài)指定測量區(qū)域，所述測量區(qū)域包含所述多個電輸出信號中絕大多數(shù)與所述存儲狀態(tài)關(guān)聯(lián)的電輸出信號。
21.如權(quán)利要求17至20中的任一權(quán)利要求中所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還包括被配置為導(dǎo)致所述程序執(zhí)行以下操作的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼對于多種可能存儲狀態(tài)中的每一種存儲狀態(tài)，計(jì)算所述多個電輸出信號對應(yīng)于所述存儲狀態(tài)的概率。
22.如權(quán)利要求17至21中的任一權(quán)利要求中所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還包括被配置為導(dǎo)致所述程序執(zhí)行以下操作的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼根據(jù)所述多個電輸出信號計(jì)算單值量，所述單值量是取決于所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)的值，每個單值量對應(yīng)于所述可能存儲單元狀態(tài)中的一種狀態(tài)；以及將所述不變成分確定為等于根據(jù)所述多個電輸出信號計(jì)算的所述單值量。
23.如權(quán)利要求17至22中的任一權(quán)利要求中所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述多個電輸入信號是施加于所述存儲單元的連續(xù)輸入信號的一部分。
24.一種體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)可用存儲器中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括 與計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)耦合以便操作存儲單元的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，由所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)表示存儲單元狀態(tài)，所述存儲單元的阻抗在一段時(shí)間內(nèi)漂移，所述計(jì)算機(jī)可讀程序代碼被配置為導(dǎo)致所述程序執(zhí)行以下操作將至少一個周期性輸入信號施加于所述存儲單元；測量從所述至少一個周期性輸入信號產(chǎn)生的至少一個諧波頻率的振幅；根據(jù)從所述至少一個周期性輸入信號產(chǎn)生的所述至少一個諧波頻率的振幅計(jì)算不變成分，所述不變成分取決于所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)，所述不變成分基本上與所述存儲單元在所述一段時(shí)間內(nèi)的阻抗漂移特性無關(guān)；以及根據(jù)所述不變成分確定所述存儲單元的存儲狀態(tài)。
25.一種存儲器件，包括多個存儲單元，每個存儲單元包括由所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)表示的存儲狀態(tài)，所述存儲單元的阻抗在一段時(shí)間內(nèi)漂移；以及控制器，被配置為(a)接收指定要讀取的存儲器位置的地址；(b)選擇所指定的存儲單元；(c)將多個電輸入信號施加于所述存儲單元；(d)測量來自所述存儲單元的、從所述多個電輸入信號產(chǎn)生的多個電輸出信號；(e)計(jì)算所述多個電輸出信號的取決于所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)的不變成分，所述不變成分基本上與所述存儲單元在所述一段時(shí)間內(nèi)的阻抗漂移特性無關(guān)；以及(f)根據(jù)所述不變成分確定所述存儲單元的存儲狀態(tài)。
26.—種包括計(jì)算機(jī)代碼的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序當(dāng)被加載到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并在其上執(zhí)行時(shí)，導(dǎo)致所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行如權(quán)利要求1至10中的任一權(quán)利要求中所述的方法的所有步驟。
全文摘要
披露了用于讀取相變存儲器的減輕阻抗漂移的技術(shù)。一種構(gòu)想的方法包括將多個電輸入信號施加于存儲單元。所述方法包括測量來自所述存儲單元的、從所述多個電輸入信號產(chǎn)生的多個電輸出信號。所述方法包括計(jì)算所述多個電輸出信號的取決于所述存儲單元中的非晶物質(zhì)的組態(tài)的不變成分。所述方法還包括根據(jù)所述不變成分確定所述存儲單元的存儲狀態(tài)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述方法還包括將所述多個電輸出信號映射到多個測量區(qū)域中的一個測量區(qū)域。所述測量區(qū)域?qū)?yīng)于所述存儲單元的存儲狀態(tài)。
文檔編號G11C16/02GK102326206SQ201080008677
公開日2012年1月18日 申請日期2010年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者J·P·卡里迪斯, L·拉斯特拉斯-莫塔諾, M·M·弗蘭切斯基尼 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司