CN106558335A - 存储器驱动装置以及方法 - Google Patents

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Abstract

一种存储器驱动装置与方法，适用于电阻式随机存取存储器阵列，可提升存储器单元的形成操作效率与精确度。存储器驱动装置包括电压产生器、电流检测器及控制器。电压产生器产生写入电压。根据选择信号选取存储器阵列的存储器单元，以接收写入电压而产生写入电流。电流检测器检测写入电流。控制器执行的驱动程序包括：取得写入电压的电压分布；根据电压分布，决定写入电压的初始电压及最大电压；选取存储器单元；将写入电压自初始电压逐渐增加至最大电压；判断写入电流是否大于参考电流；以及当写入电流大于参考电流时，选取另一存储器单元。

Description

存储器驱动装置以及方法
技术领域
本发明是有关于一种电阻式随机存取存储器的驱动装置以及方法，特别是有关于一种选择电阻式随机存取存储器的形成(forming)电压的装置以及方法。
背景技术
在集成电路中，电阻式随机存取存储器(resistive random access memory,RRAM)为下一代非挥发性存储器元件的整合技术。电阻式随机存取存储器为包括多电阻式随机存取存储器单元的架构，其中每一电阻式随机存取存储器单元是利用阻抗值，而非利用电荷，储存一位的数据。特别的是，每一电阻式随机存取存储器单元包括一电阻式金属层，其阻抗值能够调整以代表逻辑“0”或逻辑“1”，也就是低阻抗状态代表逻辑“0”，高阻抗状态代表逻辑“1”。电阻式随机存取存储器装置的操作原则为，通常作为绝缘的介电材料可在够高的电压的作用下而形成导电丝(filament)或导电路径(conduction path)。导电丝或导电路径的形成为电阻式随机存取存储器的形成操作(forming operation)，该够高的电压称之为形成电压。
导电路径的形成可经由不同的机制，包括缺陷、金属迁移及其他的机制所产生。各种不同的介电材料皆可用于电阻式随机存取存储器，就算导电丝或导电路径形成，也可被重置(reset)(也就是，打断导电丝或导电路径而产生高阻抗)或利用适当的偏压而设置(set)(也就是重新形成导电丝或导电路径，而产生较低的阻抗)。
由于工艺的变异，使得每一个电阻式随机存取存储器单元进行形成操作(formingoperation)时所需的形成电压差异相当大，往往造成电阻式随机存储器单元不可回复的形变。为了精准地对每一个电阻式随机存取存储器单元完成形成操作，因此我们需要一个有效的存储器驱动装置以及方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种存储器驱动装置，适用于一电阻式随机存取存储器阵列，该电阻式随机存取存储器阵列包括多个电阻式随机存取存储器单元，该存储器驱动装置包括：一电压产生器、一电流检测器以及一控制器。上述电压产生器产生一写入电压，其中上述多个电阻式随机存取存储器单元的其中一者接收上述写入电压而产生一写入电流。上述电流检测器检测上述写入电流。上述控制器取得上述写入电压的一电压分布；根据上述电压分布，决定上述写入电压的一初始电压以及一最大电压；根据一选择信号选取上述多个电阻式随机存取存储器单元的其中一者；提供上述写入电压至所选取的电阻式随机存取存储器单元，且上述写入电压介于上述初始电压与上述最大电压之间；判断上述写入电流是否大于一参考电流；以及当上述写入电流大于上述参考电流时，利用上述选择信号选取另一电阻式随机存取存储器单元。
根据本发明的一实施例，上述写入电压自上述初始电压开始递增提供至所选取的电阻式随机存取存储器单元，且当上述写入电流不大于上述参考电流时，上述控制器当上述写入电流不大于上述参考电流时，增加上述写入电压；判断上述写入电压是否大于上述最大电压；当上述写入电压不大于上述最大电压时，输出上述已增加的写入电压并判断上述写入电流是否大于上述参考电流；当上述写入电压大于上述最大电压时，判断一量测次数是否小于一既定次数，其中上述量测次数为判断上述写入电流是否大于上述参考电流的次数；当判断上述量测次数小于上述既定次数时，输出为上述最大电压的上述写入电压；以及当判断上述量测次数不小于上述既定次数时，进行冗余修复。
根据本发明的一实施例，当上述写入电流大于上述参考电流时，上述控制器判断是否具有未选取的上述另一电阻式随机存取存储器单元；当具有未选取的上述另一电阻式随机存取存储器单元时，利用上述选择信号选取上述另一电阻式随机存取存储器单元；以及输出为上述初始电压的上述写入电压。
根据本发明的一实施例，更包括一试产电阻式随机存取存储器阵列，且该试产电阻式随机存取存储器阵列包括多个试产电阻式随机存取存储器单元，其中，上述控制器取得上述写入电压的上述电压分布时，上述控制器利用上述选择信号，选取上述试产电阻式随机存取存储器阵列的上述多个试产电阻式随机存取存储器单元的其中一者；利用上述电压产生器，输出上述写入电压，其中上述写入电压为一预设电压；判断上述写入电流是否大于上述参考电流；当上述写入电流不大于上述参考电流时，将上述写入电压增加一既定增量，并判断已增加上述既定增量的上述写入电压是否大于一参考电压；以及当已增加上述既定增量的上述写入电压不大于上述参考电压时，上述控制器输出已增加上述既定增量的上述写入电压至选取的上述电阻式随机存取存储器单元。
根据本发明的一实施例，上述控制器取得上述写入电压的上述电压分布时且当上述写入电流大于上述参考电流时，上述控制器将对应的上述写入电压储存于一暂存器而为上述电压分布；判断选取的上述试产电阻式随机存取存储器单元的一量测数目是否小于一既定批量；当上述量测数目小于上述既定批量时，上述控制器利用上述选择信号选取另一试产电阻式随机存取存储器单元；当上述量测数目不小于上述既定批量时，上述控制器利用储存于上述暂存器的上述写入电压，计算上述初始电压以及上述最大电压。
根据本发明的一实施例，其中于一试产程序中，上述电阻式随机存取存储器单元是选自上述多个试产电阻式随机存取存储器单元。
根据本发明的一实施例，上述电压分布包括储存于上述暂存器的上述写入电压的一平均值以及一标准差，上述初始电压是不小于上述平均值减去0.5V且不大于上述平均值加上0.5V。
根据本发明的一实施例，上述初始电压是大于0V，且上述初始电压是不小于上述平均值减去一既定倍数的上述标准差再减去0.3V且不大于上述平均值加上0.5V。上述最大电压是不小于上述平均值以及上述既定倍数的上述标准差之和且不大于上述平均值以及上述既定倍数的上述标准差之和加上0.5V。
本发明更提出一种存储器驱动方法，适用于选取一电阻式随机存取存储器阵列的一电阻式随机存取存储器单元，且对上述电阻式随机存取存储器单元施加一写入电压而产生一写入电流，包括：取得上述写入电压的一电压分布；根据上述电压分布，决定上述写入电压的一初始电压以及一最大电压；选取上述电阻式随机存取存储器单元；提供上述写入电压至所选取的电阻式随机存取存储器单元，且上述写入电压介于上述初始电压与上述最大电压之间；判断上述写入电流是否大于一参考电流；以及当上述写入电流大于上述参考电流时，选取另一电阻式随机存取存储器单元。
根据本发明的一实施例，上述写入电压自上述初始电压开始递增提供至所选取的电阻式随机存取存储器单元，且当上述写入电流不大于上述参考电流时，更包括：当上述写入电流不大于上述参考电流时，增加上述写入电压；判断上述写入电压是否大于上述最大电压；当上述写入电压不大于上述最大电压时，输出上述已增加的写入电压并判断上述写入电流是否大于上述参考电流；当上述写入电压大于上述最大电压时，判断一量测次数是否小于一既定次数，其中上述量测次数为判断上述写入电流是否大于上述参考电流的次数；当判断上述量测次数小于上述既定次数时，输出为上述最大电压的上述写入电压；以及当判断上述量测次数不小于上述既定次数时，进行冗余修复。
根据本发明的一实施例，当上述写入电流大于上述参考电流时，一驱动程序更包括：判断是否具有未选取的上述另一电阻式随机存取存储器单元；当具有未选取的上述另一电阻式随机存取存储器单元时，选取上述另一电阻式随机存取存储器单元；以及输出为上述初始电压的上述写入电压。
根据本发明的一实施例，上述试产程序包括：选取一试产电阻式随机存取存储器阵列的一试产电阻式随机存取存储器单元；输出上述写入电压，其中上述写入电压为一预设电压；判断上述写入电流是否大于上述参考电流；以及当上述写入电流不大于上述参考电流时，将上述写入电压增加一既定增量，并判断已增加上述既定增量的上述写入电压是否大于一参考电压；以及当已增加上述既定增量的上述写入电压不大于上述参考电压时，输出已增加上述既定增量的上述写入电压至选取的上述电阻式随机存取存储器单元。
根据本发明的一实施例，上述取得上述电压分布的步骤更包括：当上述写入电流大于上述参考电流时，将对应的上述写入电压储存于一暂存器而为上述电压分布；判断选取的上述试产电阻式随机存取存储器单元的一量测数目是否小于一既定批量；当上述量测数目小于上述既定批量时，选取另一试产电阻式随机存取存储器单元；当上述量测数目不小于上述既定批量时，利用储存于上述暂存器的上述写入电压，计算上述初始电压以及上述最大电压。
根据本发明的一实施例，于上述试产程序中，上述电阻式随机存取存储器单元是选自一试产电阻式随机存取存储器阵列的一试产电阻式随机存取存储器单元。
根据本发明的一实施例，上述电压分布包括储存于上述暂存器的上述写入电压的一平均值以及一标准差，上述初始电压是不小于上述平均值减去0.5V且不大于上述平均值加上0.5V。
根据本发明的一实施例，上述初始电压是大于0V，且上述初始电压是不小于上述平均值减去一既定倍数的上述标准差再减去0.3V且不大于上述平均值加上0.5V。上述最大电压是不小于上述平均值以及上述既定倍数的上述标准差之和且不大于上述平均值以及上述既定倍数的上述标准差之和加上0.5V。
通过实施上述本发明的存储器驱动装置以及方法，可提升存储器单元的形成操作效率与精确度。
附图说明
图1是显示根据本发明的一实施例所述的存储器驱动装置的方块图；
图2是显示根据本发明的一实施例所述的电压分布的示意图；
图3是显示根据本发明的一实施例所述的存储器驱动方法的流程图；
图4是显示根据本发明的一实施例所述的写入电压VD的示意图；以及
图5是显示根据本发明的一实施例所述的试产程序的流程图。
附图标号
100 存储器驱动装置
101 电压产生器
102 电阻式随机存取存储器阵列
103 电流检测器
104 控制器
200 电压分布
201 第一分布曲线
202 第二分布曲线
401 第一时间点
402 第二时间点
VD 写入电压
SC 选择信号
ID 写入电流
PW1 第一既定时间
PW2 第二既定时间
VDI 初始电压
VDM 最大电压
ΔVD 既订增量
M 平均值
σ 标准差
S301～S313、S51～S60步骤流程
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特例举一较佳实施例，并配合所附图式，来作详细说明如下：
以下将介绍是根据本发明所述的较佳实施例。必须要说明的是，本发明提供了许多可应用的发明概念，在此所揭露的特定实施例，仅是用于说明达成与运用本发明的特定方式，而不可用以局限本发明的范围。
图1是显示根据本发明的一实施例所述的存储器驱动装置的方块图。如图1所示，存储器驱动装置100包括电压产生器101、电阻式随机存取存储器阵列102、电流检测器103以及控制器104。电压产生器101用以产生写入电压VD，电阻式随机存取存储器阵列102根据选择信号SC，选取电阻式随机存取存储器阵列102中电阻式随机存取存储器单元的一者接收写入电压VD而产生写入电流ID。电流检测器103用以检测选取的电阻式随机存取存储器单元所产生的写入电流ID。
根据本发明的一实施例，当控制器104执行驱动程序时，用以对电阻式随机存取存储器阵列102的每一电阻式随机存取存储器单元进行形成操作。在控制器104执行驱动程序的前期，控制器104先执行一试产(pilot run)程序，针对一既定批量的电阻式随机存取存储器单元进行形成操作，并将上述既定批量的电阻式随机存取存储器单元所需的写入电压VD记录为一电压分布。下文中将详细介绍试产程序的详细步骤及其说明。根据本发明的一实施例，既定批量为100位。根据本发明的另一实施例，既定批量可由使用者根据统计理论自行选择合理的批量。
接着，控制器104根据试产程序得到的写入电压分布，决定实际用以对电阻式随机存取存储器阵列102的每一电阻式随机存取存储器单元进行形成操作的写入电压VD的初始电压VDI以及最大电压VDM，并对电阻式随机存取存储器阵列102的电阻式随机存取存储器单元执行驱动程序，用以将电阻式随机存取存储器阵列102的每一电阻式随机存取存储器单元进行形成操作。
根据本发明的一实施例，执行试产程序的既定批量的电阻式随机存取存储器单元，由于已经完成了形成操作，因此不会再进行驱动程序。根据本发明的一实施例，执行试产程序的电阻式随机存取存储器单元是与执行驱动程序的电阻式随机存取存储器单元同属于电阻式随机存取存储器阵列102。
根据本发明的另一实施例，执行试产程序的电阻式随机存取存储器单元是与执行驱动程序的电阻式随机存取存储器单元是属于不同电阻式随机存取存储器阵列。也就是，试产电阻式随机存取存储器阵列(图1并未显示)的试产电阻式随机存取存储器单元用以进行试产程序；而电阻式随机存取存储器阵列102的电阻式随机存取存储器单元用以进行驱动程序。
图2是显示根据本发明的一实施例所述的电压分布的示意图。如图2所示，电压分布200为写入电压VD与位数的分布图，第一分布曲线201表示进行试产程序时，针对既定批量进行试产程序的写入电压分布。第二分布曲线202则代表进行驱动程序时，实际对电阻式随机存取存储器阵列102的每一电阻式随机存取存储器单元进行形成操作时的写入电压VD分布。
本实施例中，试产程序的既定批量为100位的电阻式随机存取存储器单元；而有1百万位(1Mb，亦即1,048,576位)的电阻式随机存取存储器单元是根据第一分布曲线201决定写入电压VD的初始电压VDI以及最大电压VDM，以进行驱动程序。由于第一分布曲线201以及第二分布曲线202所对应的电阻式随机存取存储器单元是取自同一母体(即电阻式随机存取存储器阵列102)，因此第一分布曲线201的平均值M以及标准差σ，理应相当接近第二分布曲线202的分布情况。也就是，第一分布曲线201以及第二分布曲线202具有相近的平均值以及标准差。根据本发明的一实施例，由于通过试产程序推得第二分布曲线202所需的写入电压VD的平均值M以及标准差σ，而第二分布曲线202代表1百万位(1Mb)的分布情况，因此在覆盖1百万位(1Mb)的情况下，根据常态分布的理论，此时驱动程序所需的最大电压VDM可为平均值M加上4.76倍的标准差σ。驱动程序所需的最小电压VDmin可为平均值M减去4.76倍的标准差σ。进一步地，于一些实施例中，在覆盖1百万位的情况下，驱动程序所需的最大电压VDM可不小于平均值M以及4.76倍的标准差之和且不大于平均值M以及4.76倍的标准差之和加上0.5V。驱动程序所需的最小电压VDmin是大于0V且不小于平均值M减去4.76倍的标准差σ减去0.3V。藉此，于试产程序之后的驱动程序时，当控制器104选择初始电压VDI为符合上述条件的最小电压VDmin，并选择符合上述条件的最大电压VDM，可提供较广且较弹性的写入电压输出范围，并且避免初始电压设定过大而对某些电阻式随机存取存储器单元造成伤害，且更能确保电阻式随机存取存储器阵列102的每一电阻式随机存取存储器单元都能完成形成操作。
根据本发明的一实施例，根据试产程序对既定批量进行形成操作所产生的第一分布曲线201，控制器104可选择初始电压VDI为第一分布曲线201的平均值M，选择最大电压VDM为平均值M加上4.76倍的标准差σ，用以进行驱动程序。藉此，相较于将初始电压VDI设定为最小电压VDmin，本实施例可提高驱动效率，节省驱动程序所需花费时间。根据本发明的另一实施例，设计者可根据经验以及其他的因素，自行调整初始电压VDI以及最大电压VDM，以增加生产效率。举例来说，于一些实施例中，驱动程序所需的初始电压VDI可不小于平均值减去0.5V且不大于平均值加上0.5V。于另一些实施例中，驱动程序所需的初始电压VDI可选自大于零且不小于根据试产程序所得出的写入电压分布的平均值M减去一既定倍数的标准差σ再减去0.3V且不大于平均值M加上0.5V的任一数值。
当决定了初始电压VDI以及最大电压VDM后，控制器104利用选择信号SC选择电阻式随机存取存储器阵列102的一电阻式随机存取存储器单元进行驱动程序，以完成对电阻式随机存取存储器阵列102的形成操作。当选择了电阻式随机存取存储器阵列102的电阻式随机存取存储器单元的一者时，控制器104利用电压产生器101将写入电压VD自初始电压VDI逐渐增加至最大电压VDM，并且于每次写入电压VD增加一既定增量之前判断选择的电阻式随机存取存储器单元所产生的写入电流ID是否大于参考电流。
当选择的电阻式随机存取存储器单元所产生的写入电流ID大于参考电流时，代表该电阻式随机存取存储器单元的导电丝已经形成，并且该电阻式随机存取存储器单元已经由高阻抗状态转变为低阻抗状态。
根据本发明的一实施例，参考电流是设定为1μA。根据本发明的另一实施例，设计者可自行设定适当的参考电流，作为判断是否完成形成操作的依据。因此，当写入电流ID大于参考电流时，代表形成操作已经完成，控制器104更利用选择信号SC选择下一个电阻式随机存取存储器单元，以完成对整个电阻式随机存取存储器阵列102的形成操作。
图3是显示根据本发明的一实施例所述的存储器驱动方法的流程图。以下针对图3的叙述，将搭配图1以及图2以利详细说明。首先，执行步骤S301，控制器104执行试产程序，以针对一既定批量的电阻式随机存取存储器单元进行形成操作，并将上述既定批量的电阻式随机存取存储器单元所需的写入电压VD记录为一电压分布(例如图2所示的第一分布曲线201)。
接着，控制器104根据第一分布曲线201，决定对电阻式随机存取存储器阵列102进行驱动程序的写入电压VD的初始电压VDI以及最大电压VDM(步骤S302)。根据本发明的一实施例，试产程序以及驱动程序分别针对不同的电阻式随机存取存储器单元进行形成操作。
当决定了初始电压VDI以及最大电压VDM后，控制器104利用选择信号SC选取电阻式随机存取存储器阵列102的电阻式随机存取存储器单元的一者进行驱动程序(步骤S303)。随后，控制器104利用电压产生器101输出初始电压VDI作为写入电压VD(步骤S304)，并且控制器104根据电流检测器103所检测的写入电流ID，判断写入电流ID是否大于参考电流(步骤S305)，以判断选择的电阻式随机存取存储器单元是否已经完成了形成操作。
根据本发明的一实施例，控制器104利用电压产生器101于一既定期间中输出写入电压VD后，于下一个该既定期间中停止输出写入电压VD，并且电流检测器103于写入电压VD停止输出时，量测写入电流ID的大小。根据本发明的一实施例，该既定期间可为数微秒(micro-second)至数百微秒之间。根据本发明的另一实施例，输出写入电压VD的时间以及停止输出写入电压VD的时间不相同，可根据设计者的经验而决定时间长度。
于步骤S305，当写入电流ID不大于参考电流时，代表形成操作并未完成，接下来控制器104将执行步骤S306，而将写入电压VD增加一既订增量，并且判断写入电压VD是否大于最大电压VDM(步骤S307)。当写入电压VD不大于最大电压VDM时，输出增加既定增量的写入电压(步骤S308)，并回到步骤S305，再次判断写入电流ID是否大于参考电流。当写入电压VD大于最大电压VDM时，控制器104判断量测次数是否小于既定次数(步骤S309)。
根据本发明的一实施例，量测次数为控制器104判断写入电流是否大于参考电流的次数，亦即控制器104执行步骤S305的次数，既定次数用以限制控制器104执行步骤S305的次数。根据本发明的另一实施例，量测次数为控制器104判断写入电压VD大于最大电压VDM的次数，既定次数用以限制控制器104利用电压产生器101产生写入电压VD等于最大电压VDM的次数。
回到步骤S309，当控制器104判断量测次数小于既定次数时，控制器104利用电压产生器102输出为最大电压VDM的写入电压VD(步骤S310)，随后控制器104再回到步骤S305，判断写入电流ID是否大于参考电流。
当控制器104判断量测次数不小于既定次数时，控制器104对选择的电阻式随机存取存储器单元进行冗余修复(redundancy repair)(步骤S311)。其中，冗余修复是透过少量额外的备援存储器单元及电路处理，用来修复并替代工艺缺陷引起的硬失效问题，目的是为了提高存储器的良率。接着，控制器104判断电阻式随机存取存储器阵列102中，是否具有未选取的电阻式随机存取存储器单元(步骤S312)。当判断电阻式随机存取存储器阵列102中具有未选取的电阻式随机存取存储器单元时，控制器104利用选择信号SC选取另一电阻式随机存取存储器单元(步骤S313)。
于步骤S305中，当控制器104判断写入电流ID大于参考电流时，代表选取的电阻式随机存取存储器单元的形成操作已经完成，因此控制器104执行步骤S312，以判断是否继续针对电阻式随机存取存储器阵列102中的下一个电阻式随机存取存储器单元进行驱动程序(步骤S313)。
图4是显示根据本发明的一实施例所述的写入电压VD的示意图。如图4所示，控制器104首先利用电压产生器101输出为初始电压VDI的写入电压VD，并且初始电压VDI维持第一既定时间PW1，当第一既定时间PW1结束后，控制器104于第一时间点401根据电流检测器103所检测的写入电流ID，判断写入电流ID是否大于参考电流。
当写入电流ID不大于参考电流时，代表形成操作并未完成，因此控制器104将写入电压VD增加既订增量ΔVD并维持第二既定时间PW2，当第二既定时间PW2结束后，控制器104于第二时间点402根据电流检测器103所检测的写入电流ID，判断写入电流ID是否大于参考电流。根据本发明的一实施例，第一既定时间PW1以及第二既定时间PW2为数微秒(micro-second)至数百微秒之间；根据本发明的另一实施例，第一既定时间PW1以及第二既定时间PW2不相同，可根据设计者的经验而决定。
当写入电压VD增加既订增量ΔVD后大于最大电压VDM时，控制器104输出写入电压VD为最大电压VDM。根据本发明的一实施例，控制器104利用电压产生器101产生写入电压VD等于最大电压VDM的次数是小于既定次数。
下文中，将针对试产程序(即步骤S301)以及如何决定初始电压VDI以及最大电压VDM(即步骤S302)进行详细说明。图5是显示根据本发明的一实施例所述的试产程序的流程图。以下针对图5的叙述，将搭配图1以及图2以利详细说明。首先，控制器104选取一电阻式随机存取存储器单元(步骤S51)，以进行试产程序。根据本发明的一实施例，控制器104选取电阻式随机存取存储器阵列102的电阻式随机存取存储器单元的一者，进行试产程序。
根据本发明的另一实施例，控制器104选取试产电阻式随机存取存储器阵列(图1并未显示)的试产电阻式随机存取存储器单元的一者，进行试产程序，其中试产电阻式随机存取存储器阵列是与电阻式随机存取存储器阵列为不同的存储器阵列。根据本发明的另一实施例，控制器104选择电阻式随机存取存储器阵列102中未经试产程序处理的电阻式随机存取存储器单元，进行驱动程序。
接着，控制器104利用电压产生器101输出一预设电压作为写入电压VD(步骤S52)。根据本发明的一实施例，预设电压为0V；根据本发明的另一实施例，使用者可自行设定预设电压的电压值，以缩短试产程序的时间。并且，控制器104根据电流检测器103所检测的写入电流ID，判断写入电流ID是否大于参考电流(步骤S53)，以判断选择的电阻式随机存取存储器单元是否已经完成了形成操作。
根据本发明的一实施例，控制器104利用电压产生器101于一既定期间中输出写入电压VD后，于下一个该既定期间中停止输出写入电压VD，且电流检测器103于写入电压VD停止输出时，量测写入电流ID的大小。根据本发明的一实施例，该既定期间可为数微秒至数百微秒之间；根据本发明的另一实施例，输出写入电压VD的时间以及停止输出写入电压VD的时间不相同，并可根据设计者的经验而决定时间长度。
于步骤S53中，当写入电流ID不大于参考电流时，代表形成操作并未完成，因此控制器104进入步骤S54而将写入电压VD增加一既订增量，控制器104更判断写入电压VD是否大于参考电压(步骤S55)。当写入电压VD大于参考电压时，控制器104将写入电压设定为参考电压(步骤S56)，并且控制器104执行步骤S58，将写入电压VD记录下来。当写入电压VD不大于参考电压时，控制器104执行步骤S57，输出增加既定增量的写入电压至选取的电阻式随机存取存储器单元，并且回到步骤S53。
于步骤S53中，当控制器104判断写入电流ID大于参考电流时，代表选取的电阻式随机存取存储器单元的形成操作已经完成，因此控制器104执行步骤S58，以将成功完成形成操作的写入电压VD记录下来。
并且，控制器104判断试产数目是否小于既定批量(步骤S59)。根据本发明的一实施例，既定批量为100位；根据本发明的另一实施例，使用者可自行设定既定批量的大小，使得既定批量的样本数够大，以至于试产程序所产生的写入电压的电压分布足以代表所有的电阻式随机存取存储器单元的特性。
当判断量测数目小于既定批量时，控制器104回到步骤S51选取下一个电阻式随机存取存储器单元；当判断量测数目不小于既定批量时，控制器104根据试产程序所得的第一分布曲线201，计算驱动程序的写入电压VD的初始电压VDI以及最大电压VDM(步骤S60)。
根据本发明的一实施例，图4所示的试产程序用以找出既定批量的电阻式随机存取存储器单元的每一者的确切写入电压VD，而得到图2的第一分布曲线201。根据本发明的一实施例，控制器104利用第一分布曲线201的平均值M，决定驱动程序的初始电压VDI，并且决定驱动程序的最大电压VDM为第一分布曲线201的平均值M与4.76倍的标准差σ之和。根据本发明的另一实施例，控制器104选择初始电压VDI为平均值M减去4.76倍的标准差σ，用以进行驱动程序。根据本发明的另一实施例，设计者可根据经验以及其他的因素，自行调整或选择初始电压VDI以及最大电压VDM，以增加生产效率。
由于电阻式随机存取存储器单元之间的形成电压差异很大，若以固定电压针对所有的电阻式随机存取存储器单元进行形成操作的话，往往会造成电阻式随机存取存储器单元过度形成(over-forming)的问题。根据本发明揭露的存储器驱动装置以及方法，能够适应性地选择适合每一电阻式随机存取存储器单元的写入电压，因此能够大幅的降低过度形成发生的问题。
以上叙述许多实施例的特征，使所属技术领域中具有通常知识者能够清楚理解本说明书的形态。所属技术领域中具有通常知识者能够理解其可利用本发明揭示内容为基础以设计或更动其他工艺及结构而完成相同于上述实施例的目的及/或达到相同于上述实施例的优点。所属技术领域中具有通常知识者亦能够理解不脱离本发明的精神和范围的等效构造可在不脱离本发明的精神和范围内作任意的更动、替代与润饰。

Claims (18)

1.一种存储器驱动装置，适用于一电阻式随机存取存储器阵列，所述电阻式随机存取存储器阵列包括多个电阻式随机存取存储器单元，其特征在于，所述存储器驱动装置包括：
一电压产生器，产生一写入电压，其中所述电阻式随机存取存储器单元的其中一者接收所述写入电压而产生一写入电流；
一电流检测器，检测所述写入电流；以及
一控制器，其中所述控制器取得所述写入电压的一电压分布、根据所述电压分布，决定所述写入电压的一初始电压以及一最大电压、根据一选择信号选取所述多个电阻式随机存取存储器单元的其中一者、提供所述写入电压至所选取的电阻式随机存取存储器单元，且所述写入电压介于所述初始电压与所述最大电压之间、判断所述写入电流是否大于一参考电流以及当所述写入电流大于所述参考电流时利用所述选择信号选取另一电阻式随机存取存储器单元。
2.根据权利要求1所述的存储器驱动装置，其特征在于，所述写入电压自所述初始电压开始递增提供至所选取的电阻式随机存取存储器单元，且当所述写入电流不大于所述参考电流时，所述控制器增加所述写入电压、判断所述写入电压是否大于所述最大电压、当所述写入电压不大于所述最大电压时，输出所述已增加的写入电压并判断所述写入电流是否大于所述参考电流、当所述写入电压大于所述最大电压时，判断一量测次数是否小于一既定次数，其中所述量测次数为判断所述写入电流是否大于所述参考电流的次数、当判断所述量测次数小于所述既定次数时，输出为所述最大电压的所述写入电压以及当判断所述量测次数不小于所述既定次数时，进行冗余修复。
3.根据权利要求1所述的存储器驱动装置，其特征在于，当所述写入电流大于所述参考电流时，所述控制器判断是否具有未选取的所述另一电阻式随机存取存储器单元、当具有未选取的所述另一电阻式随机存取存储器单元时，利用所述选择信号选取所述另一电阻式随机存取存储器单元以及输出为所述初始电压的所述写入电压。
4.根据权利要求1所述的存储器驱动装置，其特征在于，所述控制器取得所述写入电压的所述电压分布时，所述控制器利用所述选择信号，选取所述多个电阻式随机存取存储器单元的其中一者、利用所述电压产生器，输出所述写入电压至选取的所述电阻式随机存取存储器单元，其中所述写入电压为一预设电压、判断所述写入电流是否大于所述参考电流、当所述写入电流不大于所述参考电流时，所述控制器将所述写入电压增加一既定增量，并判断已增加所述既定增量的所述写入电压是否大于一参考电压以及当已增加所述既定增量的所述写入电压不大于所述参考电压时，所述控制器输出已增加所述既定增量的所述写入电压至选取的所述电阻式随机存取存储器单元。
5.根据权利要求4所述的存储器驱动装置，其特征在于，所述控制器取得所述写入电压的所述电压分布时且当所述写入电流大于所述参考电流时，所述控制器将对应的所述写入电压储存于一暂存器而为所述电压分布、判断选取的所述电阻式随机存取存储器单元的一量测数目是否小于一既定批量，其中当所述量测数目小于所述既定批量时，所述控制器利用所述选择信号选取另一电阻式随机存取存储器单元，当所述量测数目不小于所述既定批量时，所述控制器利用储存于所述暂存器的所述写入电压，计算所述初始电压以及所述最大电压。
6.根据权利要求5所述的存储器驱动装置，其特征在于，所述存储器驱动装置更包括一试产电阻式随机存取存储器阵列，且所述试产电阻式随机存取存储器阵列包括多个试产电阻式随机存取存储器单元，其中于一试产程序中，所述电阻式随机存取存储器单元是选自所述多个试产电阻式随机存取存储器单元。
7.根据权利要求1所述的存储器驱动装置，其特征在于，所述电压分布包括储存于一暂存器的所述写入电压的一平均值以及一标准差，所述初始电压是不小于所述平均值减去0.5V且不大于所述平均值加上0.5V。
8.根据权利要求1所述的存储器驱动装置，其特征在于，所述电压分布包括储存于一暂存器的所述写入电压的一平均值以及一标准差，所述初始电压是大于0V，且所述初始电压是不小于所述平均值减去一既定倍数的所述标准差再减去0.3V且不大于所述平均值加上0.5V。
9.根据权利要求7所述的存储器驱动装置，其特征在于，所述最大电压是不小于所述平均值以及所述既定倍数的所述标准差之和且不大于所述平均值以及所述既定倍数的所述标准差之和加上0.5V。
10.一种存储器驱动方法，适用于选取一电阻式随机存取存储器阵列的一电阻式随机存取存储器单元，且对所述电阻式随机存取存储器单元施加一写入电压而产生一写入电流，其特征在于，所述存储器驱动方法包括：
执行一试产程序，取得所述写入电压的一电压分布；
根据所述电压分布，决定所述写入电压的一初始电压以及一最大电压；
选取所述电阻式随机存取存储器单元；
提供所述写入电压至所选取的电阻式随机存取存储器单元，且所述写入电压介于所述初始电压与所述最大电压之间；
判断所述写入电流是否大于一参考电流；以及
当所述写入电流大于所述参考电流时，选取另一电阻式随机存取存储器单元。
11.根据权利要求10所述的存储器驱动方法，其特征在于，所述写入电压自所述初始电压开始递增提供至所选取的电阻式随机存取存储器单元，且当所述写入电流不大于所述参考电流时，更包括：
增加所述写入电压；
判断所述写入电压是否大于所述最大电压；
当所述写入电压不大于所述最大电压时，输出所述已增加的写入电压并判断所述写入电流是否大于所述参考电流；
当所述写入电压大于所述最大电压时，判断一量测次数是否小于一既定次数，其中所述量测次数为判断所述写入电流是否大于所述参考电流的次数；
当判断所述量测次数小于所述既定次数时，输出为所述最大电压的所述写入电压；以及
当判断所述量测次数不小于所述既定次数时，进行冗余修复。
12.根据权利要求10所述的存储器驱动方法，其特征在于，当所述写入电流大于所述参考电流时，一驱动程序更包括：
判断是否具有未选取的所述另一电阻式随机存取存储器单元；
当具有未选取的所述另一电阻式随机存取存储器单元时，选取所述另一电阻式随机存取存储器单元；以及
输出为所述初始电压的所述写入电压。
13.根据权利要求10所述的存储器驱动方法，其特征在于，所述试产程序包括：
选取所述电阻式随机存取存储器单元；
输出所述写入电压至选取的所述电阻式随机存取存储器单元，其中所述写入电压为一预设电压；
判断所述写入电流是否大于所述参考电流；以及
当所述写入电流不大于所述参考电流时，将所述写入电压增加一既定增量，并判断已增加所述既定增量的所述写入电压是否大于一参考电压；以及
当已增加所述既定增量的所述写入电压不大于所述参考电压时，输出已增加所述既定增量的所述写入电压至选取的所述电阻式随机存取存储器单元。
14.根据权利要求13所述的存储器驱动方法，其特征在于，所述取得所述电压分布的步骤更包括：
当所述写入电流大于所述参考电流时，将对应的所述写入电压储存于一暂存器而为所述电压分布；
判断选取的所述电阻式随机存取存储器单元的一量测数目是否小于一既定批量；
当所述量测数目小于所述既定批量时，选取另一电阻式随机存取存储器单元；
当所述量测数目不小于所述既定批量时，利用储存于所述暂存器的所述写入电压，计算所述初始电压以及所述最大电压。
15.根据权利要求14所述的存储器驱动方法，其特征在于，于所述试产程序中，所述电阻式随机存取存储器单元是选自一试产电阻式随机存取存储器阵列的一试产电阻式随机存取存储器单元。
16.根据权利要求10所述的存储器驱动方法，其特征在于，所述电压分布包括储存于一暂存器的所述写入电压的一平均值以及一标准差，所述初始电压是不小于所述平均值减去0.5V且不大于所述平均值加上0.5V。
17.根据权利要求10所述的存储器驱动方法，其特征在于，所述电压分布包括储存于所述暂存器的所述写入电压的一平均值以及一标准差，所述初始电压是大于0V，且所述初始电压是不小于所述平均值减去一既定倍数的所述标准差再减去0.3V且不大于所述平均值加上0.5V。
18.根据权利要求17所述的存储器驱动方法，其特征在于，所述最大电压是不小于所述平均值以及一既定倍数的所述标准差之和且不大于所述平均值以及所述既定倍数的所述标准差之和加上0.5V。
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