7](I)RESET脈沖為連續(xù)脈沖，SET脈沖為恒定電平直流輸入。直流輸入方式可以確保SET脈沖端晶化區(qū)域晶化更充分；
[0038]⑵RESET脈沖為多個(gè)連續(xù)恒定幅值等脈寬等間隔脈沖，SET脈沖為多個(gè)連續(xù)恒定幅值等脈寬等間隔脈沖；
[0039](3) RESET脈沖恒定幅值等脈寬、脈沖間隔線性遞增或遞減，SET脈沖同(2)；
[0040](4) SET脈沖恒定幅值等脈寬、脈沖間隔線性遞增或遞減，RESET脈沖同(2);
[0041](5)RESET脈沖恒定幅值等脈寬、脈沖間隔線性遞增或遞減，SET脈沖恒定幅值等脈寬、脈沖間隔線性遞增或遞減。
[0042]相變單元的晶化和非晶化是通過控制施加電脈沖產(chǎn)生焦耳熱而實(shí)現(xiàn)，上述脈沖施加方式通過改變脈沖間隔可以改變脈沖間熱積累，實(shí)現(xiàn)對對晶化和非晶化過程的影響，進(jìn)而控制晶化區(qū)域和非晶化區(qū)域體積。
[0043]在本發(fā)明實(shí)施例中，上述五種RESET脈沖與SET脈沖，第(2)、(3)、(4)、(5)方式進(jìn)一步做如下幾種改進(jìn):
[0044](a)每個(gè)相鄰RESET脈沖間都加入一個(gè)恒定電平相同極性SET脈沖；
[0045](b)每個(gè)相鄰RESET脈沖間都加入一個(gè)恒定電平相反極性SET脈沖；
[0046](c)每個(gè)相鄰SET脈沖間都加入一個(gè)恒定電平相同極性RESET脈沖；
[0047](d)每個(gè)相鄰SET脈沖間都加入一個(gè)恒定電平相反極性RESET脈沖。
[0048]由于RESET脈沖和SET脈沖分別影響著想變材料的非晶化與晶化，在RESET脈沖間夾雜SET脈沖的作用是控制非晶化區(qū)域生長速率，在SET脈沖間夾雜RESET脈沖的作用是控制晶化區(qū)域的生長速率。
[0049]總體而言，按照本發(fā)明的數(shù)字雙向脈沖剪裁方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點(diǎn):(1)相比于現(xiàn)行的單向脈沖剪裁方式，雙向脈沖剪裁使存儲(chǔ)單元非晶態(tài)區(qū)域近似為圓柱形，非晶態(tài)電阻易于達(dá)到精確控制；(2) SET脈沖可以消除過渡區(qū)域，且其產(chǎn)生的溫度梯度延伸到非晶態(tài)區(qū)域的溫度小于晶化溫度，可達(dá)到對非晶態(tài)區(qū)域進(jìn)行退火處理，縮短焦耳熱形成的非晶態(tài)弛豫有效減小電阻漂移和隨機(jī)波動(dòng)問題。
[0050]為了更進(jìn)一步的說明本發(fā)明實(shí)施例提供的方法，現(xiàn)以加熱器端電極加RESET脈沖另一端加SET脈沖為例，相變單元的初始態(tài)為晶態(tài)，施加RESET脈沖和SET脈沖在單元的兩端，根據(jù)兩個(gè)溫度場前端蘑菇形分布實(shí)現(xiàn)非晶態(tài)前端剪裁。根據(jù)電阻公式R= PL/A，假設(shè)相變層薄膜的電阻率不變，只要截面積不變，電阻即與長度成正比。由于電脈沖剪裁的前端都是蘑菇形，利用蘑菇形對剪實(shí)現(xiàn)非晶態(tài)區(qū)域和晶態(tài)區(qū)域都接近為圓柱形。
[0051]【具體實(shí)施方式】為，將不同極性的RESET脈沖和SET脈沖施加給相變存儲(chǔ)單元，SET脈沖和RESET脈沖是同時(shí)和分時(shí)輸入兩種。兩極脈沖形式為:
[0052]1、在一電極通以正極性RESET脈沖，另一電極通負(fù)極性SET脈沖，包括以下形式:
[0053](I) RESET脈沖為連續(xù)脈沖，SET脈沖為恒定電平直流輸入；
[0054](2) RESET脈沖為多個(gè)連續(xù)恒定幅值等脈寬等間隔脈沖，SET脈沖為多個(gè)連續(xù)恒定幅值等脈寬等間隔脈沖，另外包括如下改進(jìn):
[0055]①每個(gè)相鄰RESET脈沖間都加入一個(gè)恒定電平相同極性SET脈沖；
[0056]②每個(gè)相鄰RESET脈沖間都加入一個(gè)恒定電平相反極性SET脈沖；
[0057]③每個(gè)相鄰SET脈沖間都加入一個(gè)恒定電平相同極性RESET脈沖；
[0058]④每個(gè)相鄰SET脈沖間都加入一個(gè)恒定電平相反極性RESET脈沖。
[0059](3)RESET脈沖恒定幅值等脈寬、脈沖間隔線性遞增或遞減，SET脈沖為多個(gè)連續(xù)恒定幅值等脈寬等間隔脈沖，另外包括步驟(2)中①②③④改進(jìn)；
[0060](4) SET脈沖恒定幅值等脈寬、脈沖間隔線性遞增或遞減，RESET脈沖為多個(gè)連續(xù)恒定幅值等脈寬等間隔脈沖，另外包括步驟(2)中①②③④改進(jìn)；
[0061](5)RESET脈沖恒定幅值等脈寬、脈沖間隔線性遞增或遞減，SET脈沖恒定幅值等脈寬、脈沖間隔線性遞增或遞減，另外包括步驟(2)中①②③④改進(jìn)；
[0062]2、一電極通以負(fù)極性RESET脈沖，另一電極通正極性SET脈沖，包括步驟I中(I)
(2)(3) (4) (5)步脈沖形式。
[0063]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于數(shù)字雙向脈沖對相變存儲(chǔ)單元非晶態(tài)和晶態(tài)剪裁的方法，其特征在于，包括下述步驟: 通過在所述相變存儲(chǔ)單元的兩個(gè)電極上分別施加不同極性的RESET脈沖和SET脈沖，使得所述相變存儲(chǔ)單元中非晶化區(qū)的體積在脈沖調(diào)制作用下的形狀為圓柱體； 通過對兩個(gè)電脈沖的幅值、脈寬、脈沖間隔或極性進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得所述相變存儲(chǔ)單元的電阻與所述脈沖幅值、脈寬或脈沖間隔呈線性關(guān)系。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述RESET脈沖為幅值為2V?5V且脈寬為1ns?50ns的電壓脈沖；所述SET脈沖為幅值為0.5V?1.2V、脈寬為10ns?500ns的電壓脈沖。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述相變存儲(chǔ)單元的兩個(gè)電極上分時(shí)或同時(shí)施加不同極性的RESET脈沖和SET脈沖。4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述相變存儲(chǔ)單元的一個(gè)電極上施加正極性RESET脈沖，另一電極上施加負(fù)極性SET脈沖；或者在一個(gè)電極上施加負(fù)極性RESET脈沖，另一電極上施加正極性SET脈沖。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，脈沖的形式包括: (1)當(dāng)RESET脈沖為多個(gè)連續(xù)脈沖時(shí)，SET脈沖為恒定幅值直流輸入； (2)RESET脈沖為多個(gè)連續(xù)恒定幅值等脈寬等間隔脈沖，SET脈沖為多個(gè)連續(xù)恒定幅值等脈寬等間隔脈沖； (3)RESET脈沖恒定幅值等脈寬、脈沖間隔線性遞增或遞減，SET脈沖為多個(gè)連續(xù)恒定幅值等脈寬等間隔脈沖； (4)SET脈沖恒定幅值等脈寬、脈沖間隔線性遞增或遞減，RESET脈沖為多個(gè)連續(xù)恒定幅值等脈寬等間隔脈沖； (5)RESET脈沖恒定幅值等脈寬、脈沖間隔線性遞增或遞減，SET脈沖恒定幅值等脈寬、脈沖間隔線性遞增或遞減。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在(I)中，所述RESET脈沖為脈沖間隔線性遞增或線性遞減的脈沖。7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在(I)中，在相鄰的兩個(gè)RESET脈沖間加入單個(gè)極性與RESET脈沖相同或相反的恒定幅值SET脈沖。8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在(2)、(3)、(4)、(5)中，脈沖施加方式包括: (a)在每兩個(gè)相鄰RESET脈沖之間加入一個(gè)恒定幅值且極性相同的SET脈沖； (b)在每兩個(gè)相鄰RESET脈沖之間加入一個(gè)恒定幅值且極性相反的SET脈沖； (c)在每兩個(gè)相鄰SET脈沖之間加入一個(gè)恒定幅值且極性相同的RESET脈沖； (d)在每兩個(gè)相鄰SET脈沖之間加入一個(gè)恒定幅值且極性相反的RESET脈沖。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于數(shù)字雙向脈沖對相變存儲(chǔ)單元非晶態(tài)和晶態(tài)剪裁的方法，通過在相變存儲(chǔ)單元的兩個(gè)電極上分別施加不同極性的RESET脈沖和SET脈沖，使得相變存儲(chǔ)單元中非晶化區(qū)的體積在脈沖調(diào)制作用下發(fā)生變化，形狀近似為圓柱體；通過對兩個(gè)電脈沖的幅值、寬度、間隔和極性進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得相變存儲(chǔ)單元的電阻與脈沖調(diào)制方式呈線性關(guān)系。本發(fā)明采用不同極性的RESET脈沖和SET脈沖分時(shí)或同時(shí)施加在相變存儲(chǔ)單元的兩個(gè)電極上，以達(dá)到非晶態(tài)區(qū)域近似為圓柱形，使非晶態(tài)電阻與脈沖調(diào)制方式呈線性關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對非晶態(tài)電阻進(jìn)行精確控制；其產(chǎn)生的溫度梯度延伸到非晶態(tài)區(qū)域的溫度小于晶化溫度，可達(dá)到對非晶態(tài)區(qū)域進(jìn)行退火處理，有效減小電阻漂移和隨機(jī)波動(dòng)問題。
【IPC分類】H01L45/00
【公開號】CN104966779
【申請?zhí)枴緾N201510462748
【發(fā)明人】李震, 孟祥如
【申請人】華中科技大學(xué)
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年7月31日