CN105980743B - 用于读取电阻存储单元的方法以及用于执行的存储单元 - Google Patents
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Abstract
在本发明的范围内，研发了一种用于读取电阻存储单元的方法，所述电阻存储单元具有两个通过离子传导电阻材料彼此间隔开的电极，所述电极可以通过施加写入电压从具有较高电阻值的稳定状态（高阻态，HRS）被转变到具有较低电阻值的稳定状态（低阻态，LRS）。根据本发明，为了读取，将读取电压作为读取脉冲来施加，其中在脉冲期间通过离子传导电阻材料被推动的离子的数目通过脉冲的高度和时长被调整为使得所述数目的离子足以从用于形成经过离子传导电阻材料的导电路径的状态出发，至少直到使用流经所述路径的电流，并且因此足以转移到具有减小的电阻值和预先给定的用于回到状态HRS的松弛时间的亚稳定状态VRS（易失性电阻状态），但是不足以转移到状态LRS。通过这种方式保证：存储单元在读取以后在任何情况下都再次处于与读取以前相同的状态。这尤其是使得由两个存储单元的反串联电路构成的存储元件能够以费破坏性方式被读取，而这不减小由所述存储元件实现大阵列的可能性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于读取电阻存储单元的方法以及一种用于执行该方法的电阻存储单元。
背景技术
根据德国专利10 2009 023 153的由两个电阻存储单元的反串联电路构成的电阻存储元件将DRAM工作存储器的快速存取时间与快闪存储器的非易失性相联合，并且因此适于在计算机技术中将工作存储器和大容量存储器相结合。在所述存储元件中，数字信息被编码成两个稳定状态0和1，在所述稳定状态下，存储元件分别具有高的总电阻。由此，在由许多存储元件构成的大阵列中，把在读取各个存储元件时产生的信号相叠加的寄生电流被最小化。
为了在读取时能够将具有大的信号偏差的两个状态彼此相区分，利用读取电压将存储元件激励为使得其从状态1出发被转变到具有小的总电阻的状态ON，但是从状态0出发却不转变。该读取的缺点是破坏性的，也就是说，原始存在的1丢失，并且必须被重新写入到存储元件中。这耗费时间和能量，并且此外缩短了存储元件的寿命，因为活性材料在每次写入时都劣化少量的值，并且存储器通常与写入相比被更频繁地读取。
从德国专利10 2011 012 738中公知了，设计电阻存储元件，使得其在状态0和1下具有不同电容并且在读取时非破坏性地检测该区别。缺点是，该优点必须通过如下方式来换取：由许多存储单元构成的阵列中的可用信号偏差随着阵列大小的增加而非常快速地下降。
发明内容
本发明的任务是，提供一种用于读取存储单元的方法，利用该方法可以在由许多存储元件构成的阵列中解决非破坏性读取与大信号偏差之间的目标冲突。
根据本发明，该任务通过根据独立权利要求所述的方法来解决。另外的有利扩展方案从引用独立权利要求的从属权利要求中得出。
发明主题
在本发明的范围内，研发了一种用于读取电阻存储单元的方法，所述电阻存储单元具有两个通过离子传导电阻材料彼此间隔开的电极，所述电极可以通过施加写入电压从具有较高电阻值的稳定状态（高阻态，HRS）被转变到具有较低电阻值的稳定状态（低阻态，LRS）。该方法的前提是一种存储单元，在该存储单元中，写入电压推动离子通过离子传导电阻材料的迁移，并且沿着该迁移的路线，形成经过离子传导电阻材料的导电路径。为了读取，施加与写入电压具有相同极性的读取电压，并且将流经存储单元的电流作为存储单元的电阻值的度量进行分析。
离子传导电阻材料例如可以仅仅能传导离子并且电绝缘。但是该材料也可以是电子的、例如半导体。依赖于电子传导能力的是HRS和LRS的电阻值、以及尤其是所述电阻值之间的可用偏差。该材料尤其可以是固体电解质。离子传导能力是形成导电路径的离子迁移所必需的。
离子例如可以是电极材料的离子。于是，这被称为“电化学金属化”存储单元（ECM）。但是离子、例如离子传导电阻材料的氧离子也可以例如通过离子传导电阻材料来推动。于是，这被称为“价态变化机制”存储单元（VCM）。
根据本发明，读取电压作为读取脉冲被施加，其中在脉冲期间通过离子传导电阻材料被推动的离子的数目通过脉冲的高度和时长被调整为使得所述数目的离子足以从用于形成经过离子传导电阻材料的导电路径的状态出发，至少直到使用流经所述路径的通过电流，并且因此足以转移到具有减小的电阻值和预先给定的用于回到状态HRS的松弛时间的亚稳定状态VRS（易失性电阻状态），但是不足以转移到状态LRS。
已经认识到，在从状态HRS转移到状态LRS时导电路径的形成是一个逐渐的过程，其速度和进度由通过离子传导电阻材料被推动的离子的供应量来确定。因此，导电路径的实现和稳定性可以通过经由离子传导电阻材料被推动的离子的数目来精确地计量。从具有较高电阻值的状态出发，该路径随着所运输的离子的数目增加从一个电极出发越来越向另一电极的方向前进，直到实现作为允许通过电流经过该路径的首次接触的通道接触。通过该通道接触的通过电流以指数形式依赖于通道势垒的宽度。如果该宽度即使仅仅改变一个原子直径，通道电流就已经改变三个数量级。因此，通道接触的稳定性决定性地依赖于通道电流由多少原子承载。如果在接触时存在以下原子，基本上整个通道电流通过所述原子流动，则在该原子扩散离开或者通过其它热或化学促使的过程从通道接触中被除去时，该通道电流实际上崩溃。也就是说，如果通过离子传导电阻材料被推动的离子恰好多得使得通道接触恰好才实现，则该通道接触是高度不稳定的。如果现在推动另外的离子，则拆除首先仍然脆弱的通道接触。通道电流通过路径、尤其是路径的尖端变得更宽和更厚来分布到更多原子上。同时，由离子传导电阻材料构成的通道势垒通过路径进一步向另一电极的方向前进而变得更小。在极端情况下，产生彻彻底底导通的经过离子传导电阻材料的路径，使得通道势垒完全消失。随着通过离子传导电阻材料被推动的每个另外的离子，路径在运行温度下的寿命变得更大，直到最后达到具有较低电阻值的稳定状态。路径在运行温度下的寿命等价于其破坏的松弛时间或者等价于为了其破坏所需的激活能量。
通道接触恰好不稳定得使得通道接触可以以小的激活能量以及因此还以短的松弛时间又被破坏。因此，读取可以更快速地进行。因此，在本发明的一个特别有利的扩展方案中，当导电路径包含通道势垒时，读取脉冲被结束。
如果存储单元在读取脉冲开始以前已经处于状态LRS，则其电阻值不改变。而如果存储单元在读取脉冲开始以前处于状态HRS，则形成经过离子传导电阻材料的导电路径，该导电路径仅仅是亚稳定的并且在可通过脉冲的高度和时长、即通过所推动的离子的数目来调整的松弛时间期满以后从读取脉冲结束时起自发地瓦解。也就是说，读取脉冲导致短时地转移到亚稳定的具有减小的电阻值的第三状态（易失性电阻状态，VRS），但是在预先给定的松弛时间期满以后再次处于具有高电阻值的原始状态HRS。
因此，VRS可以用于通过如下方式读取存储单元：存储单元在读取期间在任何情况下与状态HRS相比都具有减小的电阻值并且尽管如此其原始状态（LRS或HRS）在读取结束以后保持不变。也就是说，根据本发明的读取是非破坏性的。该功能亦称“选择器（Selektor）”。
为了区分脉冲是将存储单元从HRS向VRS切换的读取脉冲还是将存储单元持久地从HRS向LRS切换的写入脉冲，仅仅由脉冲通过离子传导电阻材料来推动的离子的数目是决定性的。也就是说，可以使脉冲从写入脉冲变为读取脉冲，其方式是，将脉冲的高度相对于写入脉冲降低，其方式是，将脉冲的时长相对于写入脉冲缩短或者应用两种措施的组合。有利的是，缩短读取脉冲的时长，因为读取于是更快地起作用，并且此外在激励电路中不需要附加的用于读取脉冲的电压电平。
亚稳定状态VRS下的电阻值可以是在稳定状态LRS中也出现的相同电阻值。在本发明的一个有利的扩展方案中，两种状态于是可以总是还以非破坏性地方式彼此相区分，譬如其方式是，在松弛时间期满以后以另一脉冲测量电阻值，所述另一脉冲的高度和时长被选择为使得其既不足以从HRS向VRS转移，又不足以从LRS向HRS转移。如果存储单元在第一脉冲以前处于状态HRS，则第一脉冲将存储单元置于状态VRS，该状态VRS在松弛时间期满以后又消失。第二脉冲因此又寄存（registriert）高电阻值。而如果存储单元在第一脉冲以前处于状态LRS，则该状态LRS长久地存在并且因此在松弛时间期满以后也还存在。第二脉冲因此寄存低电阻值。
在本发明的一个特别有利的扩展方案中，选择状态VRS，该状态VRS的电阻值处于状态HRS和LRS的电阻值之间。于是，唯一读取脉冲期间的电流测量就足以明确地确定存储单元在脉冲开始以前是已经处于状态HRS还是处于状态LRS。状态VRS的电阻值由存储单元的具体配置（材料和几何形状）与读取脉冲的时长和高度的相互作用来确定。
状态VRS的松弛时间应当至少长得以至于到该状态的切换即使在多次从HRS向VRS转移以及返回以后或在HRS与LRS之间的分别导致离子传导电阻材料的少量劣化的多次写入过程以后仍然可靠地起作用。在另一方面，松弛时间确定读取存储单元时的工作速度。被证明是有利折中方案的是10ns与10μs之间的范围内的松弛时间。也已被证明为有利的是，存储单元的所打算的存储时长至少为松弛时间的1000倍长。
在本发明的一个特别有利的扩展方案中，选择如下的存储单元：所述存储单元可以通过具有相反极性的第二写入电压从稳定状态LRS被转变到稳定状态HRS。存储单元尤其可以是双极切换存储单元，其在绝对值方面与单极存储单元相比需要更小的写入电压。易失性状态VRS仅仅在从HRS向LRS的路线上出现，但是通常不在从LRS向HRS的相反路线上出现。为此需要将导电路径恰好如此宽地展开，使得其在松弛时间期满以后自发地重建。但是热激活过程将系统基本上推动到较大熵的状态，并且致力于破坏在存在导电路径时存在的秩序。因此，在从HRS向LRS的路线上形成可用易失性中间状态与在从LRS向HRS的路线上形成这样的状态相比是优选的。
在本发明的一个特别有利的扩展方案中，选择位于与另一存储单元的反串联的串联电路中的存储单元。同时，读取脉冲通过该串联电路来施加。尤其是可以选择根据德国专利10 2009 023 153所述的被构造成电阻双单元的存储元件。这样的存储元件具有两个彼此可区分的状态0和1，所述状态以状态组合HRS/LRS或LRS/HRS被编码。在两个状态中，存储元件具有高电阻值，使得在由许多存储元件构成的阵列中，经过未被寻址的存储元件的每个寄生电流路径在至少一个位置处被中断。由此，在大阵列中仍然也可以以足够强的信号读取各个存储元件。
已经认识到，这样的存储元件可以利用根据本发明的方法以非破坏性的方式来读取。通过反串联接线，存储元件的两个存储单元的写入电压具有不同的符号。这意味着，通过串联电路施加的写入电压总是仅能影响两个存储单元之一。读取脉冲在不限制一般性的情况下以如下极性被施加：该极性能够将第一存储单元从稳定状态HRS转变到亚稳定状态VRS。
如果存储元件在读取脉冲以前处于状态HRS/LRS，则第一存储单元通过读取脉冲被转变到状态VRS，而第二存储单元停留在状态LRS。也就是说，在读取脉冲期间，存在具有减小电阻值的状态组合VRS/LRS，使得有可良好检测的读取电流流动。在松弛时间期满以后，第一存储单元再次回到状态HRS，使得原始状态组合HRS/LRS再次被建立。
如果存储元件在读取脉冲以前处于状态LRS/HRS，则两个电池单元中没有存储单元被切换，因为为此分别需要与读取脉冲的极性相反的极性。因此，存储元件停留在具有高电阻值的状态，并且读取脉冲仅仅推动经过存储元件的非常小的电流。
按照根据德国专利10 2011 012 738的现有技术，通过相应设计在两个状态HRS/LRS和LRS/HRS中具有不同电容的存储元件可以通过电容测量以非破坏性方式被读取。在此可实现的电容差异当前仅仅处于数量级因子10，因为该电容差异仅能通过部分地抛弃存储元件的原来所期望的绝对对称的构造来实现。两个状态HRS/LRS与LRS/HRS之间的由此已经相对小的信号偏差在由许多存储元件构成的阵列中进一步减小，因为与同一位线上的当前被寻址的存储元件并联的所有存储元件都形成高的寄生电容。当前切合实际的是40x40个存储元件的阵列大小。
而根据本发明的读取方法利用电阻值中的存储元件的每个存储单元在状态HRS与LRS之间转移时都会经历的明显更大的跳变。该跳变可以处于数量级因子106至108。如果单个存储单元被寻址并且暂时被转变到具有减小的电阻值的状态，则由此导致的读取电流非常大地大于经过在相同位线上并联的未被寻址的存储元件的寄生电流。也就是说，根据本发明的读取方法所具有的效果是，对存储元件的非破坏性读取不必再以可用阵列大小的急剧减小来换取。
有利地选择10s或更小的松弛时间。这表示了如下范围：在该范围中，回到状态HRS或停留在状态LRS仍然是实际可控的。
在本发明的一个特别有利的扩展方案中，选择10-10s和10-5s之间的、优选在10-9s和10-6s之间的松弛时间。该时间覆盖了对DRAM存储器和大容量存储器（快闪存储器或硬盘）的存取时间的范围。研发电阻存储器的目标是一种将迄今为止分开的工作存储器和大容量存储器相统一的通用存储器。所要求的范围中的松弛时间例如出现在状态LRS的电阻值为10kΩ和15kΩ之间、优选12.5kΩ和13.5kΩ之间的情况下、尤其是在电阻值为12.9kΩ左右的情况下，在所述电阻值的情况下，状态VRS由通道接触中的一个或几个原子来承载。原则上，状态VRS的高电阻值伴随着短的松弛时间，而相反地，低电阻值伴随着长的松弛时间。精确的关系是材料和条件特定的。
根据业界迄今为止的观点，写入模式由于不充分的强度而将存储单元从状态HRS出发转变到亚稳定状态而不是转变到稳定状态LRS的可能性是一种缺点。根据松弛时间，可能对应用者造成的错觉是：信息被可靠地存储，而该信息实际上在短时间后就消失了。因此，为了存储可靠性，迄今为止所追求的是在存储单元中抑制亚稳定状态VRS的出现。但是至少尝试，使这样的状态VRS的电阻值尽可能接近状态HRS的电阻值，以便其在数字读取存储单元时始终作为HRS被寄存。在利用存储单元的进一步的数据处理中，从状态VRS出发，至少进一步处理出如下的正确陈述：存储单元还未被切换到稳定状态LRS；仅仅表示已经短时离开过稳定状态HRS的信息丢失。由此与状态VRS已被错误地作为状态LRS寄存相比，产生更小的错误。
因此，为了执行根据本发明的方法，恰好可以使用根据迄今为止的评估准则由于缺乏稳定性而被认为是不合格的存储单元。因此，本发明也涉及一种用于执行根据本发明的方法的存储单元。存储单元包括两个电极和连接在所述电极之间的电阻存储材料，所述存储材料具有拥有较小电阻的稳定状态LRS和拥有较高电阻的稳定状态HRS。
根据本发明，存储材料可以转变到亚稳定的第三状态VRS，其电阻值最高为状态HRS的电阻值的十分之一，其中存储材料从该状态VRS出发在预先给定的松弛时间期满以后转移到状态HRS。为了转变到亚稳定状态，例如可以改变存储材料本身，其方式例如是，为了形成经过存储材料的导电路径而推动存储材料的氧离子。但是例如为了形成这样的导电路径，可以推动电极之一的材料的离子经过存储材料。
已经认识到，根据迄今为止的现有技术所不期望的状态VRS可以通过其电阻值与状态HRS的电阻值之间的所要求的间隔而成为在技术上能可靠地与状态HRS相区分的状态。于是结合根据本发明的方法，状态VRS不再是不期望的效应，而是丰富了存储单元的非破坏性读取的可能性。尤其是两个这样的存储单元反串联成存储元件可以由此能够非破坏性地读取，而这不缩小由这些存储元件实现大阵列的可能性。
存储材料有利地是离子传导电阻材料，通过该材料，在状态LRS下导电路径在两个电极之间延伸。这样的路径通常逐渐地形成，使得其从状态HRS出发尤其是可以通过施加到存储单元上的电脉冲的高度和时长来控制，而不管是达到了状态VRS还是状态LRS。
状态VRS的电阻值可以对应于状态LRS的电阻值。尽管如此通过等待松弛时间过去，可以与状态LRS相区分。如果状态在松弛时间期满以后再次回到状态HRS，则其曾是VRS；如果状态在松弛时间期满以后还继续存在，则其曾是稳定状态LRS。但是在各种情况下，状态VRS的电阻值由于状态VRS的不稳定性而高于状态LRS的电阻值。
状态VRS的电阻值有利地为状态LRS的电阻值的至少两倍高、优选至少五倍高以及完全特别优选至少十倍高。于是，这两个状态在松弛时间期满以前可以在技术上可靠地区分。
在本发明的一个特别有利的扩展方案中，状态VRS的电阻值在10Ω和15kΩ之间、优选在12.5kΩ和13.5kΩ之间。以当前DRAM存取时间的数量级的松弛时间回到状态HRS的状态VRS可以特别简单地利用作为存储材料的离子传导电阻材料来实现，通过该材料，不稳定的导电路径在两个电极之间延伸。这样的路径在该路径与电极至少之一之间的接触仅仅由一个或几个平行的通道路径或者甚至仅仅由一个形成接触的原子构成时是特别不稳定的。根据量子物理学，原子具有量子电导率e2/h或电阻值12.9kΩ。因此在所要求的范围中的电阻值的情况下，可以从以下出发，不是存在稳定状态LRS，而是存在状态VRS，该状态VRS由于对路径起分解作用的物理和/或化学力是不稳定的。
状态LRS的电阻值有利地为5kΩ或更小、优选2kΩ或更小以及完全特别优选1kΩ或更小。一方面，状态LRS的电阻值于是可以特别良好地与状态VRS相区分，并且另一方面，小的读取电压已经导致可良好检测的读取电流。
在本发明的一个特别有利的扩展方案中，存储材料是离子传导电阻材料，其在从状态HRS切换到状态LRS时通过至少一个电极材料被电化学金属化。在这样的系统中，对导电路径起分解作用的物理和化学力是特别大的，使得可以实现短的松弛时间。尤其是在这些存储材料中，高电动力（EMK）形成分解过程的强烈推动力。
例如，存储材料可以包含半导体，并且电极至少之一可以包含贵金属。存储元件于是通过以下方式转移到状态LRS（或VRS），即半导体与贵金属反应以用于形成经过存储元件的导电路径。半导体例如可以是锗或硅，并且贵金属例如可以是银。在本发明的一个特别有利的扩展方案中，存储材料包含半导体与硫、硒或碲的化合物。该化合物尤其可以是硫化锗（GeSx）或者硒化锗（GeSex）。通过该化合物的化学计量，于是可以调整：半导体多么强地被结合到该化合物中并且半导体的哪些物质量可供用于形成导电路径。半导体的供应量越大，则导电路径的稳定性就越快地增长。
类似效果可以利用如下存储材料来实现：该存储材料包含所述电极至少之一中也含有的至少一种金属的化合物。在此，该金属尤其可以是铜或银，并且该化合物可以作为另外的元素尤其是包含硫、硒或碲。例如，该化合物可以是AgxS、CuxS、AgxSe、CuxSe或者CuxTe。
针对该方法给定的全部公开内容明确地也适用于存储元件并且反之亦然。
附图说明
下面根据附图阐述本发明的主题，而本发明的主题并不受此限制。其中：
图1：示出了在按照根据本发明的方法的两个实施例（子图a和b）进行读取时的电压和电流的时间走向曲线。
具体实施方式
图1阐释了利用根据本发明的方法非破坏性地读取由两个存储单元A和B构成的电阻存储元件。在图1a中，读取脉冲R通过其较小的高度与具有相同极性的写入脉冲W相区分，但是与写入脉冲W持续恰好一样长的时间。在图1b中，读取脉冲R通过其较短的时长与具有相同极性的写入脉冲W相区别，但是恰好一样高。在上面的曲线中分别绘出了施加在存储元件上的电压U（U关于时间t）的时间走向曲线，在下面的曲线中绘出了经过存储元件被推动的电流I（I关于时间t）的时间走向曲线。在图1a和1b的下部分别说明了在存储元件中串联的存储单元A和B所处的状态。存储元件被极化，使得正的读取或写入电压可以将存储单元A从状态HRS向VRS或LRS转变。
在开始时，存储元件处于状态LRS/HRS（0）。正的读取脉冲（步骤1）对该状态不做任何改变，使得存储元件的总电阻高地保持，并且没有值得一提的电流通过存储元件被推动。负的写入脉冲（步骤2）将存储元件切换到状态HRS/LRS（1）。在此，该存储元件保持为高欧姆的，使得始终没有值得一提的电流流动。如果现在重新施加正的读取脉冲（步骤3），则将存储单元A从HRS向VRS切换，并且存储元件的总电阻下降。有可良好检测的读取电流流动。在读取脉冲结束以后，存储单元A又松弛回到状态HRS，使得存储元件总体上再次处于其在读取脉冲开始以前曾经所处的状态。发生该松弛的时间刻度在图1中被强烈夸张地示出。在步骤4中，最后通过正的写入脉冲将存储元件持久地转变到状态LRS/HRS（0）。
Claims (28)
1.用于读取电阻存储单元的方法，所述电阻存储单元具有两个通过离子传导电阻材料彼此间隔开的电极，所述电极能够通过施加写入电压从具有较高电阻值的稳定状态HRS转变到具有较低电阻值的稳定状态LRS，其方式是 ，写入电压推动离子通过离子传导电阻材料的迁移，并且沿着所述迁移的路线，形成经过离子传导电阻材料的导电路径，其中为了读取，施加与写入电压具有相同极性的读取电压，并且分析流经存储单元的电流，
其特征在于，
将读取电压作为读取脉冲来施加，其中在脉冲期间通过离子传导电阻材料被推动的离子的数目通过脉冲的高度和时长被调整为使得所述数目的离子足以从用于形成经过离子传导电阻材料的导电路径的状态HRS出发，至少直到使用流经所述路径的通过电流，并且因此足以转移到具有减小的电阻值和预先给定的用于回到状态HRS的松弛时间的亚稳定状态VRS，但是不足以转移到状态LRS。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了形成所述路径，电极的材料的离子或者离子传导电阻材料的氧离子通过离子传导电阻材料被推动。
3.根据权利要求1至2之一所述的方法，其特征在于，当导电路径包含通道势垒时，结束读取脉冲。
4.根据权利要求1至2之一所述的方法，其特征在于，在松弛时间期满以后以另一脉冲测量电阻值，所述另一脉冲的高度和时长被选择为使得所述另一脉冲既不足以从HRS向VRS转移，又不足以从LRS向HRS转移。
5.根据权利要求1至2之一所述的方法，其特征在于，选择状态VRS，所述状态VRS的电阻值处于状态HRS和LRS的电阻值之间。
6.根据权利要求1至2之一所述的方法，其特征在于，选择如下的存储单元：所述存储单元能够通过具有相反极性的第二写入电压从稳定状态LRS被转变到稳定状态HRS。
7.根据权利要求1至2之一所述的方法，其特征在于，选择位于与另一存储单元的反串联的串联电路中的存储单元，并且读取脉冲通过所述串联电路来施加。
8.根据权利要求1至2之一所述的方法，其特征在于，选择10s或更小的松弛时间。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，选择在10-10s和10-5s之间的松弛时间。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，选择在10-9s和10-6s之间的松弛时间。
11.用于执行根据权利要求1至10之一所述的方法的存储单元，包括两个电极和连接在所述电极之间的电阻存储材料，所述存储材料具有拥有较小电阻的稳定状态LRS和拥有较高电阻的稳定状态HRS，
其特征在于，
所述存储材料能够被转变到亚稳定的第三状态VRS，所述第三状态VRS的电阻值最高为状态HRS的电阻值的十分之一，其中所述存储材料从所述状态VRS出发在预先给定的松弛时间期满以后转变到状态HRS。
12.根据权利要求11所述的存储单元，其特征在于，所述存储材料是离子传导电阻材料，通过所述材料，在状态LRS下导电路径在两个电极之间延伸。
13.根据权利要求11至12之一所述的存储单元，其特征在于，状态VRS的电阻值为状态LRS的电阻值的至少两倍高。
14.根据权利要求11至12之一所述的存储单元，其特征在于，状态VRS的电阻值为状态LRS的电阻值的至少五倍高。
15.根据权利要求11至12之一所述的存储单元，其特征在于，状态VRS的电阻值为状态LRS的电阻值的至少十倍高。
16.根据权利要求11至12之一所述的存储单元，其特征在于，状态VRS的电阻值在10kΩ和15kΩ之间。
17.根据权利要求11至12之一所述的存储单元，其特征在于，状态VRS的电阻值在12.5kΩ和13.5kΩ之间。
18.根据权利要求11至12之一所述的存储单元，其特征在于，状态LRS的电阻值为5kΩ或更小。
19.根据权利要求11至12之一所述的存储单元，其特征在于，状态LRS的电阻值为2kΩ或更小。
20.根据权利要求11至12之一所述的存储单元，其特征在于，状态LRS的电阻值为1kΩ或更小。
21.根据权利要求11至12之一所述的存储单元，其特征在于，存储材料是离子传导电阻材料，所述材料在从状态HRS切换到状态LRS时通过至少一个电极材料被电化学地金属化。
22.根据权利要求21所述的存储单元，其特征在于，存储材料包含半导体，并且所述电极至少之一包含贵金属。
23.根据权利要求22所述的存储单元，其特征在于，锗或硅作为半导体。
24.根据权利要求22至23之一所述的存储单元，其特征在于，所述存储材料包含半导体与硫、硒或碲的化合物。
25.根据权利要求22至23之一所述的存储单元，其特征在于，银作为贵金属。
26.根据权利要求21所述的存储单元，其特征在于，所述存储材料包含所述电极至少之一中也含有的至少一种金属的化合物。
27.根据权利要求26所述的存储单元，其特征在于，所述金属是铜或银。
28.根据权利要求26所述的存储单元，其特征在于，所述化合物包含硫、硒或碲。
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