用于重新形成電阻存儲器單元的裝置和方法
【專利說明】
[000。相關申請的香叉引用
[0002] 本申請要求2013年10月22日提交的美國發(fā)明申請No. 14/059,790的優(yōu)先權W 及2012年10月24日提交的美國臨時申請No. 61/717, 894的權益。上面引用的申請的整 體公開內容通過引用方式并入于此。
技術領域
[0003] 本公開設及非易失性存儲器，并且更具體地設及電阻存儲器的形成。
【背景技術】
[0004] 本文中提供的背景描述是為了總體上給出本公開的上下文的目的。當前提名的發(fā) 明人的工作（到工作被描述在此背景部分中的程度）W及在提交時可能無法W其他方式有 資格作為現有技術的說明書各方面，既不明確也不暗示地被承認為抵觸本公開內容的現有 技術。
[0005] 非易失性存儲器可W包括存儲器單元的陣列。存儲器單元中的每個存儲器單元可 W具有多個電阻狀態(tài)。諸如相變隨機存取存儲器（PRAM)、電阻隨機存取存儲器（RRAM)和 磁性隨機存取存儲器（MRAM)之類的某些非易失性存儲器（本文中稱為"電阻存儲器"）包 括具有相應電阻的存儲器單元。電阻中的每個電阻基于對應存儲器單元的狀態(tài)而改變。例 如，當存儲'〇'時存儲器單元可W具有第一（或低）電阻狀態(tài)，并且當存儲<1'時存儲器單 元可W具有第二（或高）電阻狀態(tài)。
[0006] 作為第一示例，為了確定存儲器單元的電阻狀態(tài)，可W在存儲器單元的電阻兩端 施加電壓。通過電阻的電流然后可被檢測并且指示電阻狀態(tài)?；跈z測的電流，確定存儲器 單元的電阻狀態(tài)。作為另一示例，可W向存儲器單元的電阻供應電流。電阻兩端的電壓然 后可被檢測并且指示電阻狀態(tài)。然后可W基于檢測的電壓來確定存儲器單元的電阻狀態(tài)。
[0007] 電阻存儲器通常只有一次"形成"能力。術語"形成"指的是電阻存儲器中的存儲 器單元的激活。在制造電阻存儲器之后，電壓可W施加于例如電阻存儲器的位線，W激活存 儲器單元。施加的電壓可W大于在電阻存儲器的讀寫操作期間向位線施加的電壓。該電壓 僅施加單次并且在執(zhí)行任何讀寫操作之前。

【發(fā)明內容】

[000引提供了一種存儲器，其包括存儲器單元的陣列、第一模塊和第二模塊。第一模塊被 配置為比較存儲器單元的第一狀態(tài)與基準。存儲器單元在存儲器單元的陣列中。第二模塊 被配置為繼存儲器單元的讀周期或寫周期之后并且基于比較，重新形成（reform)存儲器 單元，W調整在存儲器單元的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間的差值。
[0009] 在其它特征中，基準是第二狀態(tài)，并且第一模塊被配置為確定在第一狀態(tài)和第二 狀態(tài)之間的差值。在又一些其它特征中，基準是預定闊值。
[0010] 在其它特征中，第一模塊被配置為確定在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間的差值。第二 模塊被配置為基于差值來重新形成存儲器單元，w調整第一狀態(tài)和第二狀態(tài)。繼存儲器單 元的重新形成之后，在第一狀態(tài)或第二狀態(tài)之間的第二差值大于預定差值。
[0011] 在其它特征中，第一模塊被配置為確定在預定闊值和第一狀態(tài)之間的第二差值， 并且確定在第二預定闊值和第二狀態(tài)之間的第=差值。第二模塊被配置為基于第二差值或 第=差值，重新形成存儲器單元，W調整第一狀態(tài)和第二狀態(tài)。
[0012] 在其它特征中，第一模塊被配置為確定第一狀態(tài)是否小于第一預定闊值或者第二 狀態(tài)是否大于第二預定闊值。如果第一狀態(tài)小于第一預定闊值或者第二狀態(tài)大于第二預定 闊值，則第二模塊被配置為重新形成存儲器單元。
[0013] 在其它特征中，第一狀態(tài)指示存儲器單元的第一電阻。第二狀態(tài)指示存儲器單元 的第二電阻。第二模塊被配置為基于差值或比較，增加第一狀態(tài)或減少第二狀態(tài)。
[0014] 在其它特征中，存儲器包括第=模塊。第二模塊被配置為在重新形成存儲器單元 的同時，經由第=模塊向存儲器單元施加電壓或電流電平。
[0015] 在其它特征中，提供了一種網絡設備，其包括電阻存儲器、第一模塊和第二模塊。 電阻存儲器包括存儲器單元的陣列。第一模塊被配置為比較存儲器單元的第一狀態(tài)與基 準。存儲器單元在存儲器單元的陣列中。第二模塊被配置為繼存儲器單元的讀周期或寫周 期之后并且基于比較，重新形成存儲器單元，W調整在存儲器單元的第一狀態(tài)和第二狀態(tài) 之間的差值。
[0016] 在其它特征中，第一模塊或第二模塊中的至少一個模塊實現在電阻存儲器中。
[0017] 在其它特征中，電阻存儲器是第一電阻存儲器。網絡設備進一步包括第二電阻存 儲器，第二電阻存儲器包括存儲器單元的第二陣列。第一模塊被配置為確定在存儲器單元 的第二陣列中的第二存儲器單元的第=狀態(tài)和第四狀態(tài)之間的第=差值。第二模塊被配置 為基于第=差值來重新形成第二存儲器單元，W重置第=狀態(tài)和第四狀態(tài)，使得繼第二存 儲器單元的重新形成之后，在第=狀態(tài)和第四狀態(tài)之間的第四差值大于預定差值。
[0018] 在其它特征中，提供了一種方法，其包括比較存儲器單元的第一狀態(tài)與基準。存儲 器單元在存儲器單元的陣列中。第一狀態(tài)指示存儲器單元的第一電阻。繼存儲器單元的讀 周期或寫周期之后并且基于比較，重新形成存儲器單元，W調整在存儲器單元的第一狀態(tài) 和第二狀態(tài)之間的差值。第二狀態(tài)指示存儲器單元的第二電阻。
[0019] 本公開的適用性的其它方面將從詳細描述、權利要求和附圖中變得顯而易見。詳 細描述和具體示例旨在僅用于說明目的，并且不旨在于限制本公開的范圍。
【附圖說明】
[0020] 圖1是依照本公開的并入具有測試模塊的電阻存儲器的網絡設備的功能框圖。
[0021] 圖2是依照本公開的并入電阻存儲器和測試模塊的網絡設備的功能框圖。
[0022] 圖3是依照本公開的并入具有電壓轉換器和測試模塊的電阻存儲器的網絡設備 的功能框圖。
[0023] 圖4是依照本公開的并入具有存儲器單元的多個陣列和測試模塊的電阻存儲器 的網絡設備的功能框圖。
[0024] 圖5是依照本公開的并入重新形成模塊和多個電阻存儲器的網絡設備的功能框 圖。
[0025] 圖6圖示依照本公開的操作網絡設備的方法。
[0026] 圖7圖示依照本公開的操作網絡設備的另一方法。
[0027] 在附圖中，附圖標記可被重新用于標識相似和/或相同的元件。
【具體實施方式】
[002引電阻存儲器包括存儲器單元的陣列。存儲器單元中的每個存儲器單元包括電阻， 電阻指示對應存儲器單元的狀態(tài)。電阻可W處于指示存儲器單元正存儲的高電阻狀 態(tài)，或者可W處于指示存儲器單元正存儲的低電阻狀態(tài)。在高電阻狀態(tài)和低電阻狀態(tài)之 間的電阻差值會隨時間和存儲器單元的循環(huán)使用而減少。繼預定數目（例如10, 000)的電 阻存儲器的存儲器單元的讀和/或寫周期之后，在存儲器單元的高和低電阻狀態(tài)之間的對 應差值可W減少為小于預定差值。
[0029] 當高和低電阻狀態(tài)之間的差值小于預定差值時，電阻存儲器的感測放大器或其它 檢測電路可能不能夠區(qū)分存儲器單元的高和低電阻狀態(tài)。該會造成讀和/或寫的不準確和 /或錯誤。具有小于預定差值的高和低電阻狀態(tài)之間的差值的存儲器單元可W被稱為故障 存儲器單元。故障存儲器單元的輸出可W被稱為故障。
[0030] W下公開的示例允許存儲器單元的重新形成，W重置存儲器單元中的每個存儲器 單元的電阻狀態(tài)（例如，高和低電阻狀態(tài)）之間的差值。重新形成可W包括如下面描述的 施加電壓和/或電流電平，W增加第一電阻狀態(tài)和減少第二電阻狀態(tài)。增加第一電阻狀態(tài) 可W包括增加存儲器單元的電阻，W增加在第一電阻狀態(tài)的讀期間檢測到的電壓和/或電 流電平。減少第二電阻狀態(tài)可W包括減少存儲器單元的電阻，W減少在第二電阻狀態(tài)的讀 期間檢測到的電壓和/或電流電平。繼重置之后，存儲器單元中的每個存儲器單元的電阻 狀態(tài)之間的差值可W大于預定差值，并且可W與作為初始形成結果提供的電阻狀態(tài)之間的 差值一樣大。繼制造之后并且在執(zhí)行存儲器單元上的任何讀和/或寫周期之前執(zhí)行初始形 成。重新形成將存儲器單元的電阻狀態(tài)重置為檢測電路可區(qū)分的水平，該延長了存儲器單 元的耐久性和使用壽命。
[0031] 圖1示出網絡設備10。網絡設備10包括電源12、高電壓生成器（或功率轉換 器）14和電阻存儲器16。網絡設備10可W是例如計算機、移動設備、蜂窩電話、存儲設備、 網絡設備、包括電阻存儲器的其它設備。電源12可W包括例如電池、電池組和/或其它電 源。電源12向高電壓生成器14提供功率。高電壓生成器14可W轉換和/或調節(jié)電源12 的輸出電壓，W生成預定電壓。預定電壓可W大于電源12的輸出電壓，并且可W適合于電 阻存儲器16的操作。
[0032] 電阻存儲器16可W是存儲驅動、閃存驅動、存儲器卡、記憶椿、集成電路、或者包 括電阻存儲器單元的其它設備或電路元件。電阻存儲器16可W經由網絡設備10和電阻存 儲器16之間的接口插入到網絡設備10中，或者如示出的，可W實現在網絡設備10內。電 阻存儲器16經由電阻存儲器16上的焊盤18從高電壓生成器14接收功率。
[0033] 電阻存儲器16包括存儲器電路19,存儲器電路19具有存儲器單元22的陣列20、 電壓模塊24、具有測試模塊26的控制模塊25、驅動器模塊27W及選擇模塊29。陣列20可 W包括經由相應字線札1_了和位線化選擇的存儲器單元22的行和列，其中J和N是大于 1的整數。存儲器單元22可W包括相應電阻28,可W經由驅動器模塊27向相應電阻28施 加電壓和/或電流?？蒞施加電壓和/或電流，W選擇和/或啟用位線BLi_w中的一個或多 個位線，和/或W讀取存儲器單元22中的一個或多個存儲器單元?？蒞檢測電阻28中的 每個電阻兩端的電壓和/或通過電阻28中的每個電阻的電流，W確定電阻28的電阻狀態(tài)。 選擇模塊29可W用于選擇字線WLi_j。
[0034] 存儲器單元22是具有相應電阻28和對應電阻狀態(tài)的電阻存儲器單元。雖然本文 中公開的存儲器單元主要被描述為具有兩個電阻狀態(tài)（例如高和低電阻狀態(tài)），但是存儲 器單元中的每個存儲器單元22的電阻狀態(tài)可W包括多于兩個電阻狀態(tài)。當執(zhí)行讀、寫和重 新形成操作時，可W向陣列20的位線（例如位線化i_w)和/或字線（例如位線WLi_,)施加 電壓和/或電流電平。電壓和/或電流電平可W經由驅動器模塊27和/或選擇模塊29來 施加。在重新形成期間施加的電壓和/或電流電平可W大于在讀寫操作期間施加的電壓和 /或電流