DE102008029121B4

DE102008029121B4 - Schaltung zum Programmieren eines Speicherelements

Info

Publication number: DE102008029121B4
Application number: DE102008029121.8A
Authority: DE
Inventors: Jan Boris Philipp
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2008-06-19
Publication date: 2018-02-08
Anticipated expiration: 2028-06-20
Also published as: US20080316792A1; DE102008029121A1; US7571901B2

Abstract

Integrierte Schaltung, die aufweist: ein Speicherelement; und eine Schaltung, die konfiguriert ist, um das Speicherelement durch Anlegen mehrerer Strom- und/oder Spannungsimpulse an das Speicherelement, bis ein abtasteter Widerstand des Speicherelements in einem Bereich eines gewünschten Widerstandes liegt, zu programmieren, wobei die mehreren Strom- und/oder Spannungsimpulse einen Parameterwert aufweisen, der für einen ersten Strom- und/oder Spannungsimpuls initialisiert und dann für jeden folgenden Strom- und/oder Spannungsimpuls auf der Basis des Parameterwerts für einen unmittelbar vorangehenden Strom- und/oder Spannungsimpuls und des Unterschieds zwischen dem abgetasteten Widerstand des Speicherelements und dem gewünschten Widerstand modifiziert ist, wobei der Parameterwert (PV) für jeden folgenden Strom- und/oder Spannungsimpuls (n + 1) modifiziert wird durch: PV(n + 1) = PV(n) + [(log(abgetasteter Widerstand) – log(gewünschter Widerstand))·PV(n)·(Verstärkungsfaktor)] oder PV(n + 1) = 10{log(PV(n)) + [(log(abgetasteter Widerstand) – log(gewünschter Widerstand))·log(PV(n))·(Verstärkungsfaktor)]}, wobei n gleich einer Anzahl der Strom- und/oder Spannungsimpulse für den unmittelbar vorangehenden Strom- und/oder Spannungsimpuls ist und ein Verstärkungsfaktor eine Konstante ist oder auf der Anzahl der Strom- und/oder Spannungsimpulse beruht.

Description

Hintergrund
Eine Art von Speicher ist ein resistiver Speicher. Ein resistiver Speicher nutzt den Widerstandswert eines Speicherelements, um eines oder mehrere Datenbits zu speichern. Beispielsweise kann ein Speicherelement, das so programmiert ist, dass es einen hohen Widerstandswert aufweist, einen logischen Datenbitwert „1” abbilden, und ein Speicherelement, das so programmiert ist, dass es einen niedrigen Widerstandswert aufweist, kann einen logischen Datenbitwert „0” abbilden. Der Widerstandswert des Speicherelements wird in der Regel elektrisch durch Anlegen eines Spannungsimpulses oder eines Stromimpulses an das Speicherelement geändert.
Eine Art von resistivem Speicher ist ein Phasenwechselspeicher. Ein Phasenwechselspeicher verwendet ein Phasenwechselmaterial in dem resistiven Speicherelement. Das Phasenwechselmaterial zeigt mindestens zwei unterschiedliche Zustände. Die Zustände des Phasenwechselmaterials können als der amorphe Zustand und der kristalline Zustand bezeichnet werden, wobei der amorphe Zustand eine weniger geordnete Atomstruktur beinhaltet und der kristalline Zustand ein stärker geordnetes Gitter beinhaltet. Der amorphe Zustand zeigt üblicherweise eine höhere Resistivität als der kristalline Zustand. Einige Phasenwechselmaterialien zeigen auch mehrere kristalline Zustände, z. B. einen flächenzentriert kubischen (face-centered cubic, FCC) Zustand und einen hexagonal dichtest gepackten (hexagonal closest packing, HCP) Zustand, die unterschiedliche Resistivitäten aufweisen und verwendet werden können, um Datenbits zu speichern. In der folgenden Beschreibung bezeichnet der amorphe Zustand allgemein den Zustand mit der höheren Resistivität, und der kristalline Zustand bezeichnet allgemein den Zustand mit der niedrigeren Resistivität.
Phasenwechsel in Phasenwechselmaterialien können reversibel induziert werden. Auf diese Weise kann der Speicher ansprechend auf Temperaturänderungen vom amorphen Zustand in den kristallinen Zustand und vom kristallinen Zustand in den amorphen Zustand wechseln. Die Temperaturänderungen des Phasenwechselmaterials können dadurch erreicht werden, dass man Strom durch das Phasenwechselmaterial selbst schickt oder Strom durch einen Widerstandsheizer schickt, der dem Phasenwechselmaterial benachbart ist. Anhand von beiden Verfahren bewirkt eine gesteuerte Erwärmung des Phasenwechselmaterials einen steuerbaren Phasenwechsel im Phasenwechselmaterial.
Ein Phasenwechselspeicher, der ein Speicherfeld bzw. Speicher-Array mit einer Vielzahl von Speicherzellen, die aus Phasenwechselmaterial bestehen, aufweist, kann unter Ausnutzung der Speicherzustände des Phasenwechselmaterials so programmiert werden, dass Daten gespeichert werden. Eine Möglichkeit, Daten aus einer solchen Phasenwechsel-Speichervorrichtung auszulesen bzw. in diese zu schreiben, besteht darin, einen Strom- und/oder einen Spannungsimpuls, der an das Phasenwechselmaterial angelegt wird, zu steuern. Die Temperatur im Phasenwechselmaterial in den einzelnen Speicherzellen entspricht im Allgemeinen dem angelegten Strom- und/oder Spannungspegel, um die Erwärmung zu erreichen.
Um Phasenwechselspeicher mit höherer Speicherdichte zu erhalten, kann eine Phasenwechsel-Speicherzelle mehrere Datenbits speichern. Eine Multibit-Speicherung in einer Phasenwechsel-Speicherzelle kann dadurch erreicht werden, dass das Phasenwechselmaterial so programmiert wird, dass es Zwischenwiderstandswerte oder -zustände aufweist, wo die Multibit- oder Mehrpegel-Phasenwechsel-Speicherzelle auf mehr als zwei Zustände geschrieben werden kann. Wenn die Phasenwechsel-Speicherzelle auf einen von drei unterschiedlichen Widerstandspegeln programmiert wird, können 1,5 Datenbits pro Zelle gespeichert werden. Wenn die Phasenwechsel-Speicherzelle auf einen von vier unterschiedlichen Widerstandspegeln programmiert wird, können zwei Datenbits pro Zelle gespeichert werden, und so weiter.
Um eine Phasenwechsel-Speicherzelle auf einen Zwischenwiderstandswert zu programmieren, wird die Menge an kristallinem Material, das neben amorphem Material vorhanden ist, und somit der Zellenwiderstand über eine geeignete Schreibstrategie gesteuert. Die Menge an kristallinem Material, das neben amorphem Material vorliegt, sollte exakt gesteuert werden, um konsistente Widerstandwerte für eine Multibit-Speicherung zu gewährleisten. Konsistente Widerstandswerte mit einer engen Verteilung der verschiedenen Widerstandspegel gewährleisten, dass ein ausreichender Abtast-Abstand (sense margin) erhalten werden kann.
Es wird auf die Druckschriften US20040114419A1 , US20070008769A1 und US20030123277A1 verwiesen.
Aus diesen und anderen Gründen besteht Bedarf an der vorliegenden Erfindung.
Zusammenfassung
Eine Ausführungsform stellt eine integrierte Schaltung zur Verfügung. Die integrierte Schaltung weist ein Speicherelement und eine Schaltung auf. Die Schaltung ist so konfiguriert, dass sie das Speicherelement durch Anlegen mehrerer Strom- und/oder einen Spannungsimpulse an das Speicherelement, bis ein abgetasteter Widerstand des Speicherelements in einem Bereich mit einem gewünschten Widerstand liegt, programmiert. Die mehreren Strom- und/oder einen Spannungsimpulse weisen einen Parameterwert auf, der für einen ersten Strom- und/oder einen Spannungsimpuls initialisiert und dann für jeden folgenden Strom- und/oder einen Spannungsimpuls auf der Basis des Parameterwerts für einen unmittelbar vorangehenden Strom- und/oder einen Spannungsimpuls und des Unterschieds zwischen dem abgetasteten Widerstand des Speicherelements und dem gewünschten Widerstand modifiziert wird, wobei der Parameterwert (PV) für jeden folgenden Strom- und/oder Spannungsimpuls (n + 1) modifiziert wird durch: PV(n + 1) = PV(n) + [(log(abgetasteter Widerstand) – log(gewünschter Widerstand))·PV(n)·(Verstärkungsfaktor)] oder PV(n + 1) = 10^{{log(PV(n)) + [(log(abgetasteter Widerstand) – log(gewünschter Widerstand))·log(PV(n))· (Verstärkungsfaktor)]}}, wobei n gleich einer Anzahl der Strom- und/oder Spannungsimpulse für den unmittelbar vorangehenden Strom- und/oder Spannungsimpuls ist und der Verstärkungsfaktor eine Konstante ist oder auf der Anzahl der Strom- und/oder Spannungsimpulse beruht.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist ein Blockschema, das eine Ausführungsform eines Systems darstellt.
2 ist ein Schema, das eine Ausführungsform einer Speichervorrichtung darstellt.
3 ist ein Schema, das eine Ausführungsform eines Phasenwechselelements in vier unterschiedlichen Zuständen zeigt.
4 ist ein Graph, der eine Ausführungsform der Kristallisation von Phasenwechselmaterial auf der Basis von Temperatur und Zeit zeigt.
5A ist ein Graph, der eine Ausführungsform von Temperaturprofilen zur Programmierung eines Phasenwechselelements auf einen ausgewählten von vier Widerstandszuständen zeigt.
5B ist ein Graph, der eine Ausführungsform von Schreibimpulsen zum Programmieren eines Phasenwechselelements auf einen ausgewählten von vier Widerstandszuständen zeigt.
6 ist ein Zeitschema, das eine Ausführungsform von Signalen zum Programmieren eines Phasenwechselelements auf einen ausgewählten von vier Widerstandszuständen zeigt.
7 ist ein Ablaufschema, das eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Programmieren eines Phasenwechselelements zeigt.
8 ist ein Graph, der eine Ausführungsform des Widerstands des Phasenwechselelements nach dem Programmieren zeigt.
9 ist ein Graph, der eine Ausführungsform der Zahl von Schreibzyklen, die verwendet werden, um die Phasenwechselelemente zu programmieren, zeigt.
10 ist ein Graph, der eine Ausführungsform des Widerstands von Phasenwechselelementen nach Programmieren der Phasenwechselelemente auf einen von vier Widerstandszuständen zeigt.
Ausführliche Beschreibung
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die begleitende Zeichnung Bezug genommen, die einen Teil von ihr bildet und in der zur Erläuterung bestimmte Ausführungsformen dargestellt sind, in denen die Erfindung verwirklicht werden kann. In diesem Zusammenhang wird Richtungsterminologie, wie „oben”, „unten”, „vorne”, „hinten”, „vorangehend”, „nachgehend” usw. mit Bezug auf die Ausrichtung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit einer Reihe von unterschiedlichen Ausrichtungen angeordnet werden können, wird die Richtungsterminologie für die Zwecke der Darstellung verwendet und ist in keiner Weise einschränkend.
1 ist ein Blockschema, das eine Ausführungsform eines Systems 90 darstellt. Das System 90 weist einen Host 92 und eine Speichervorrichtung 100 auf. Der Host 92 ist über eine Kommunikationsverbindung 94 kommunikativ mit einer Speichervorrichtung 100 gekoppelt. Der Host 92 weist einen Computer (z. B. Desktop, Laptop, Handheld), eine tragbare elektronische Vorrichtung (z. B. ein Mobiltelefon, einen Personal Digital Assistant (PDA), einen MP3-Spieler, einen Videospieler) oder irgendein anderes geeignetes Gerät, das einen Speicher nutzt, auf. Die Speichervorrichtung 100 stellt Speicher für den Host 92 bereit. In einer Ausführungsform weist die Speichervorrichtung 100 eine Phasenwechsel-Speichervorrichtung oder eine andere resistive oder ihre Resistivität ändernde Speichervorrichtung auf.
2 ist ein Schema, das eine Ausführungsform einer Speichervorrichtung 100 darstellt. In einer Ausführungsform ist die Speichervorrichtung 100 eine integrierte Schaltung oder Teil einer integrierten Schaltung. Die Speichervorrichtung 100 weist eine Schreibschaltung 124, einen Controller 120, ein Speicherfeld 101 und eine Leseschaltung 126 auf. Das Speicherfeld 101 weist eine Vielzahl von resistiven Speicherzellen 104a–104d (gemeinsam als resistive Speicherzellen 104 bezeichnet), eine Vielzahl von Bitleitungen (BLs) 112a–112b (gemeinsam als Bitleitungen 112 bezeichnet) und eine Vielzahl von Wortleitungen (WLs) 110a–110b (gemeinsam als Wortleitungen 110 bezeichnet) auf.
Die Schreibschaltung 124 gibt Strom- oder Spannungsimpulse an Phasenwechsel-Speicherzellen 104 aus, um in die Speicherzellen einen gewünschten Widerstandszustand einzuprogrammieren. Um in eine ausgewählte Speicherzelle 104 einen gewünschten Widerstandszustand einzuprogrammieren, legt die Schreibschaltung 124 einen ersten Schreibimpuls, der einen Rücksetz- bzw. Reset-Abschnitt und einen abfallenden Flanken- bzw. Set-Abschnitt aufweist, an die ausgewählte Speicherzelle 104 an. Die Amplitude, die Steigung, die Dauer und/oder andere geeignete Parameter des ersten abfallenden Flanken- oder Set-Abschnitts wird bzw. werden auf der Basis des gewünschten Zustands der ausgewählten Speicherzelle 104 ausgewählt. Nachdem die Schreibschaltung 124 den ersten Schreibimpuls angelegt hat, wird der Widerstand der ausgewählten Speicherzelle 104 bestimmt.
Wenn der Widerstand der ausgewählten Speicherzelle 104 in einem vorgegebenen Bereich (z. B. +/–5% auf einer linearen oder logarithmischen Skala) des gewünschten Widerstandszustands liegt, ist die Programmierung der ausgewählten Speicherzelle 104 abgeschlossen. Wenn der Widerstand der ausgewählten Speicherzelle 104 nicht in dem vorgegebenen Bereich des gewünschten Widerstandszustands liegt, legt die Schreibschaltung 124 einen zweiten Schreibimpuls, der den Reset-Abschnitt und einen modifizierten zweiten abfallenden Flanken- oder Set-Abschnitt aufweist, an die ausgewählte Speicherzelle 104 an. Die Amplitude, die Steigung, die Dauer und/oder andere geeignete Parameter des modifizierten zweiten abfallenden Flanken- oder Set-Abschnitts wird bzw. werden auf der Basis der Amplitude, der Steigung, der Dauer und/oder eines anderen geeigneten Parameters des ersten abfallenden Flanken- oder Set-Abschnitts und des Unterschieds zwischen dem abgetasteten Widerstand der ausgewählten Speicherzelle 104 und dem gewünschten Widerstandszustand ausgewählt.
Nachdem die Schreibschaltung 124 den zweiten Schreibimpuls angelegt hat, wird der Widerstand der ausgewählten Speicherzelle 104 erneut bestimmt und mit dem gewünschten Widerstandswert verglichen. Die Schreibschaltung 124 fahrt damit fort, Schreibimpulse, die modifizierte abfallende Flanken- oder Set-Abschnitte einschließen, an die ausgewählte Speicherzelle 104 anzulegen, bis der Widerstand der ausgewählten Speicherzelle 104 im vorgegebenen Bereich des gewünschten Widerstandszustands liegt.
Wie hierin verwendet, soll der Ausdruck „elektrisch gekoppelt” nicht bedeuten, dass die Elemente direkt miteinander gekoppelt sein müssen, und es können Zwischenelemente zwischen den „elektrisch gekoppelten” Elementen vorgesehen sein.
Ein Speicherfeld 101 ist über einen Signalweg 125 elektrisch mit einer Schreibschaltung 124, über einen Signalweg 121 mit einem Controller 120 und über einen Signalweg 127 mit einer Leseschaltung 126 gekoppelt. Der Controller 120 ist über einen Signalweg 128 elektrisch mit der Schreibschaltung 124 und über einen Signalweg 130 mit der Leseschaltung 126 gekoppelt. Jede Phasenwechsel-Speicherzelle 104 ist elektrisch mit einer Wortleitung 110, einer Bitleitung 112 und einer Massen- oder Erdleitung 114 gekoppelt. Die Phasenwechsel-Speicherzelle 104a ist elektrisch mit einer Bitleitung 112a, einer Wortleitung 110a und einer Massen- oder Erdleitung 114 gekoppelt, und die Phasenwechsel-Speicherzelle 104b ist elektrisch mit einer Bitleitung 112a, einer Wortleitung 110b und einer Massen- oder Erdleitung 114 gekoppelt. Die Phasenwechsel-Speicherzelle 104c ist elektrisch mit einer Bitleitung 112b, einer Wortleitung 110a und einer Massen- oder Erdleitung 114 gekoppelt, und die Phasenwechsel-Speicherzelle 104d ist elektrisch mit einer Bitleitung 112b, einer Wortleitung 110b oder einer Massen- oder Erdleitung 114 gekoppelt.
Jede Phasenwechsel-Speicherzelle 104 weist ein Phasenwechselelement 106 und einen Transistor 108 auf. Zwar ist der Transistor 108 in der vorliegenden Ausführungsform ein Feldeffekttransistor (FET), aber in anderen Ausführungsformen kann der Transistor 108 eine andere geeignete Vorrichtung sein, wie ein bipolarer Transistor oder eine 3D-Transistorstruktur. In anderen Ausführungsformen kann eine diodenartige Struktur anstelle des Transistors 108 verwendet werden. In diesem Fall sind eine Diode und ein Phasenwechselelement 106 in Reihe zwischen jeden Kreuzungspunkt von Wortleitungen 110 und Bitleitungen 112 gekoppelt.
Die Phasenwechsel-Speicherzelle 104a weist ein Phasenwechselelement 106a und einen Transistor 108a auf. Eine Seite des Phasenwechselelements 106a ist elektrisch mit der Bitleitung 112a gekoppelt, und die andere Seite des Phasenwechselelements 106a ist elektrisch mit einer Seite eines Source/Drain-Pfads des Transistors 108a gekoppelt. Die andere Seite des Source/Drain-Pfads des Transistors 108a ist elektrisch mit einer Massen- oder Erdleitung 114 gekoppelt. Das Gatter (gate) des Transistors 108a ist elektrisch mit der Wortleitung 110a gekoppelt.
Eine Phasenwechsel-Speicherzelle 104b weist ein Phasenwechselelement 106b und einen Transistor 108b auf. Eine Seite des Phasenwechselelements 106b ist elektrisch mit der Bitleitung 112a gekoppelt, und die andere Seite des Phasenwechselelements 106b ist elektrisch mit einer Seite eines Source/Drain-Pfads des Transistors 108b gekoppelt. Die andere Seite des Source/Drain-Pfads des Transistors 108b ist elektrisch mit einer Massen- oder Erdleitung 114 gekoppelt. Das Gate des Transistors 108b ist elektrisch mit der Wortleitung 110b gekoppelt.
Die Phasenwechsel-Speicherzelle 104c weist ein Phasenwechselelement 106c und einen Transistor 108c auf. Eine Seite des Phasenwechselelements 106c ist elektrisch mit der Bitleitung 112b gekoppelt, und die andere Seite des Phasenwechselelements 106c ist elektrisch mit einer Seite eines Source/Drain-Pfads des Transistors 108c gekoppelt. Die andere Seite des Source/Drain-Pfads des Transistors 108c ist elektrisch mit einer Massen- oder Erdleitung 114 gekoppelt. Das Gatter des Transistors 108c ist elektrisch mit der Wortleitung 110a gekoppelt.
Die Phasenwechsel-Speicherzelle 104d weist ein Phasenwechselelement 106d und einen Transistor 108d auf. Eine Seite des Phasenwechselelements 106d ist elektrisch mit der Bitleitung 112b gekoppelt, und die andere Seite des Phasenwechselelements 106d ist elektrisch mit einer Seite eines Source/Drain-Pfads des Transistors 108d gekoppelt. Die andere Seite des Source/Drain-Pfads des Transistors 108d ist elektrisch mit einer Massen- oder Erdleitung 114 gekoppelt. Das Gatter des Transistors 108d ist elektrisch mit der Wortleitung 110b gekoppelt.
In einer anderen Ausführungsform ist jedes Phasenwechselelement 106 elektrisch mit einer Massen- oder Erdleitung 114 gekoppelt, und jeder Transistor 108 ist elektrisch mit einer Bitleitung 112 gekoppelt. Beispielsweise ist in der Phasenwechsel-Speicherzelle 104a eine Seite des Phasenwechselelements 106a elektrisch mit einer Massen- oder Erdleitung 114 gekoppelt. Die andere Seite des Phasenwechselelements 106a ist elektrisch mit einer Seite des Source/Drain-Pfads des Transistors 108a gekoppelt. Die andere Seite des Source/Drain-Pfads des Transistors 108a ist elektrisch mit einer Bitleitung 112a gekoppelt.
Jedes Phasenwechselelement 106 weist ein Phasenwechselmaterial auf, das gemäß der vorliegenden Erfindung aus einer Reihe von Materialien bestehen kann. Im Allgemeinen sind Chalkogenid-Legierungen, die eines oder mehrere Elemente der Gruppe VI des Periodensystems enthalten, als solche Materialien geeignet. In einer Ausführungsform besteht das Phasenwechselmaterial des Phasenwechselelements 106 aus einer Chalkogenidverbindung, wie GeSbTe, SbTe, GeTe oder AgInSbTe. In einer anderen Ausführungsform ist das Phasenwechselmaterial frei von Chalkogen, wie GeSb, GaSb, InSb oder GeGaInSb. In anderen Ausführungsformen besteht das Phasenwechselmaterial aus irgendeinem geeigneten Material, das eines oder mehrere der Elemente Ge, Sb, Te, Ga, As, In, Se und S aufweist.
Jedes Phasenwechselelement 106 kann unter dem Einfluss einer Temperaturänderung aus einem amorphen Zustand in einen kristallinen Zustand oder aus einem kristallinen Zustand in einen amorphen Zustand wechseln. Die Menge an kristallinem Material, die im Phasenwechselmaterial eines der Phasenwechselelemente 106a–106d neben amorphem Material vorliegt, definiert dadurch zwei oder mehr Zustande zum Speichern von Daten in der Speichervorrichtung 100. Im amorphen Zustand zeigt ein Phasenwechselmaterial eine wesentlich höhere Resistivität als im kristallinen Zustand. Daher unterscheiden sich die zwei oder mehr Zustande der Phasenwechselelemente 106a–106d in ihrer elektrischen Resistivität. In einer Ausführungsform handelt es sich bei den zwei oder mehr Zuständen um zwei Zustände, und das binäre System wird verwendet, wobei den beiden Zuständen Bitwerte „0” und „1” zugewiesen werden. In einer anderen Ausführungsform kann es sich bei den zwei oder mehr Zuständen um drei Zustände handeln, und ein ternäres System kann verwendet werden, wobei den drei Zuständen Bitwerte „0”, „1” und „2” zugewiesen werden. In einer anderen Ausführungsform handelt es sich bei den zwei oder mehr Zuständen um vier Zustände, denen Multibitwerte zugewiesen werden können, wie „00”, „01”, „10” und „11”. In anderen Ausführungsformen kann es sich bei den zwei oder mehr Zuständen um jede geeignete Zahl von Zuständen im Phasenwechselmaterial eines Phasenwechselelements handeln.
Der Controller 120 weist einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller oder eine andere geeignete logische Schaltung zum Steuern des Betriebs der Speichervorrichtung 100 auf. Der Controller 120 steuert Lese- und Schreiboperationen der Speichervorrichtung 100 einschließlich der Anlegung von Steuerdaten und Datensignalen an das Speicherfeld 101 über eine Schreibschaltung 124 und eine Leseschaltung 126. In einer Ausführungsform liefert die Schreibschaltung 124 Spannungsimpulse über einen Signalweg 125 und Bitleitungen 112 zu Speicherzellen 104, um die Speicherzellen zu programmieren. In anderen Ausführungsformen liefert die Schreibschaltung 124 Stromimpulse über einen Signalweg 125 und Bitleitungen 112 an Speicherzellen 104, um die Speicherzellen zu programmieren.
Die Leseschaltung 126 liest jeden der zwei oder mehr Zustände der Speicherzellen 104a–104d über Bitleitungen 112 und einen Signalweg 127 aus. In einer Ausführungsform liefert die Leseschaltung 126 einen Strom, der durch eine der Speicherzellen 104 fließt, um den Widerstand einer der Speicherzellen 104 zu lesen. Die Leseschaltung 126 liest dann die Spannung über dieser einen von den Speicherzellen 104. In einer Ausführungsform liefert die Leseschaltung 126 eine Spannung über einer der Speicherzellen 104 und liest den Strom, der durch diese eine von den Speicherzellen 104 fließt. In einer Ausführungsform liefert die Schreibschaltung 124 eine Spannung über einer der Speicherzellen 104 und die Leseschaltung liest den Strom, der durch diese eine von den Speicherzellen 104 fließt. In einer Ausführungsform liefert die Schreibschaltung 124 einen Strom, der durch eine von den Speicherzellen 104 fließt, und die Leseschaltung 126 liest die Spannung über dieser einen von den Speicherzellen 104.
Während einer Schreiboperation der Phasenwechsel-Speicherzelle 104a werden ein oder mehrere Strom- oder Spannungsimpulse von der Schreibschaltung 124 selektiv freigegeben und durch eine Bitleitung 112a zu einem Phasenwechselelement 106a geschickt, wodurch das Phasenwechselelement 106a über seine Schmelztemperatur erwärmt wird, wobei eine Wortleitung 110a ausgewählt wird, um den Transistor 108a zu aktivieren. Abhängig von der Zeitmenge, die das Speicherelement während der Anlegung des Schreibimpulses im Kristallisationstemperaturbereich verbleibt, durchläuft das Phasenwechselmaterial unterschiedliche Grade der Kristallisation. Auf diese Weise erreicht das Phasenwechselelement 106a während dieser Schreiboperation seinen amorphen Zustand, seinen kristallinen Zustand oder seinen teils kristallinen und teils amorphen Zustand.
Dann wird der Widerstand des Phasenwechselelements 106a gemessen, um zu bestimmen, ob der Widerstand im gewünschten Widerstandsbereich liegt. Wenn der Widerstand des Phasenwechselelements 106a im gewünschten Widerstandsbereich liegt, ist das Programmieren des Phasenwechselelements 106a abgeschlossen. Wenn der Widerstand des Phasenwechselelements 106a nicht im gewünschten Widerstandsbereich liegt, wird bzw. werden ein oder mehrere zusätzliche Strom- oder Spannungsimpulse von der Schreibschaltung 124 selektiv zugelassen und durch die Bitleitung 112a zum Phasenwechselelement 106a geschickt. Der bzw. die zusätzliche(n) Strom- oder Spannungsimpuls(e) beruhen auf dem bzw. den vorangehenden Strom- oder Spannungsimpuls(en) und dem Unterschied zwischen dem gemessenen Widerstand und dem gewünschten Widerstand. Das Verfahren wird wiederholt, bis der gemessene Widerstand im gewünschten Widerstandsbereich liegt. Phasenwechsel-Speicherzellen 104b–104d und andere Phasenwechsel-Speicherzellen 104 im Speicherfeld 101 werden ähnlich wie die Phasenwechsel-Speicherzelle 104a unter Verwendung eines bzw. mehrerer ähnlicher Strom- oder Spannungsimpulse(s) programmiert.
3 ist ein Schema, das eine Ausführungsform eines Phasenwechselelements 202 in vier unterschiedlichen Zuständen 200a, 200b, 200c und 200d zeigt. Das Phasenwechselelement 202 weist ein Phasenwechselmaterial 204 auf, das seitlich von Isoliermaterial 206 umgeben ist. In anderen Ausführungsformen kann das Phasenwechselelement 202 irgendein geeignetes Phasenwechselmaterial 204 in jeder geeigneten Geometrie und ein Isoliermaterial 206 in jeder geeigneten Geometrie aufweisen.
Das Phasenwechselmaterial 204 ist an einem Ende elektrisch mit einer ersten Elektrode 208 gekoppelt und am anderen Ende mit einer zweiten Elektrode 210. Strom- oder Spannungsimpulse werden über eine erste Elektrode 208 und eine zweite Elektrode 210 an das Phasenwechselelement 202 geliefert. Der Stromweg durch das Phasenwechselmaterial 204 verläuft von der ersten Elektrode 208 oder der zweiten Elektrode 210 zur jeweils anderen von der ersten Elektrode 208 und der zweiten Elektrode 210. In einer Ausführungsform ähnelt jedes der Phasenwechselelemente 106a–106d dem Phasenwechselelement 202. Das Phasenwechselelement 202 stellt einen Speicherort zum Speichern von Datenbits bereit.
Das Isoliermaterial 206 kann jeder geeignete Isolator sein, wie SiC > 2, SiO_x, SiN, fluoriertes Silica-Glas (FSG), Borphosphorsilicatglas (BPSG) oder Borsilicatglas (BSG). Die erste Elektrode 208 und die zweite Elektrode 210 kann jedes geeignete Elektrodenmaterialsein, wie TiN, TaN, W, WN, Al, C, Ti, Ta, TiSiN, TaSiN, TiAlN, TaAlN oder Cu.
In das Phasenwechselmaterial 204 wird einer von vier Zuständen einprogrammiert, um zwei Datenbits zu speichern. Eine Auswahlvorrichtung, beispielsweise eine aktive Vorrichtung wie ein Transistor 108 (2) oder eine Diode, ist mit der ersten Elektrode 208 gekoppelt, um die Anlegung von Strom- oder Spannungsimpulsen an das Phasenwechselmaterial 204 zu steuern. Die Strom- oder Spannungsimpulse schmelzen das Phasenwechselmaterial 204 und programmieren einen der vier Zustande in das Phasenwechselmaterial 204 ein. Bei 200a wurde ein großer Anteil 222 von Phasenwechselmaterial 204 programmiert, um den Widerstand durch das Phasenwechselmaterial 204 und das Phasenwechselelement 202 zu ändern. Bei 200b wurde ein kleiner Anteil 212 von Phasenwechselmaterial 204 programmiert, um den Widerstand durch das Phasenwechselmaterial 204 und das Phasenwechselelement 202 zu ändern. Bei 200c wurde ein mittelgroßer Anteil 214 an Phasenwechselmaterial 204 programmiert, um den Widerstand durch das Phasenwechselmaterial 204 und das Phasenwechselelement 202 zu ändern. Bei 200d wurde ein großer Anteil 216, der im Wesentlichen das gesamte Phasenwechselmaterial 204 umfasst, programmiert, um den Widerstand durch das Phasenwechselmaterial 204 und das Phasenwechselelement 202 zu ändern.
Größe und Zustand des programmierten Anteils stehen in Beziehung mit dem Widerstand durch das Phasenwechselmaterial 204 und das Phasenwechselelement 202. Die vier unterschiedlichen Phasenwechselanteile bei 200a–200d bilden vier Zustande im Phasenwechselmaterial 204 aus, und das Phasenwechselelement 202 stellt einen Speicherort zum Speichern von zwei Datenbits bereit. In einer Ausführungsform ist der Zustand des Phasenwechselelements 202 bei 200a „00”, der Zustand des Phasenwechselelements 202 bei 200b ist „01”, der Zustand des Phasenwechselelements 202 bei 200c ist „10” und der Zustand des Phasenwechselelements 202 bei 200d ist „11”. In einer anderen Ausführungsform ist der Zustand des Phasenwechselelements 202 bei 200a „11”, der Zustand des Phasen-Wechselelements 202 bei 200b ist „10”, der Zustand des Phasenwechselelements 202 bei 200c ist „01”, und der Zustand des Phasenwechselelements 202 bei 200d ist „00”.
Bei 200a ist ein im Wesentlichen amorpher Zustand in das Phasenwechselmaterial 204 einprogrammiert. Während einer Schreiboperation des Phasenwechselelements 202 wird ein Schreibimpuls selektiv von der Auswahlvorrichtung freigegeben und durch die erste Elektrode 208 und das Phasenwechselmaterial 204 geschickt. Der Schreibimpuls erwärmt das Phasenwechselmaterial 204 über seine Schmelztemperatur hinaus, und das Phasenwechselmaterial 204 wird schnell abgekühlt, um einen im Wesentlichen amorphen Zustand bei 200a zu erreichen. Nach der Schreiboperation weist das Phasenwechselmaterial 204 bei 218 und 220 Phasenwechselmaterial im kristallinen Zustand auf, und bei 222 Phasenwechselmaterial im amorphen Zustand. Der im Wesentlichen amorphe Zustand bei 200a ist der Zustand mit dem höchsten Widerstandswert des Phasenwechselelements 202.
Um einen der anderen drei Zustände 200b–200d in das Phasenwechselmaterial 204 einzuprogrammieren, wird ein Schreibimpuls, der das Phasenwechselmaterial schmilzt und der einen abfallenden Flanken- oder Set-Abschnitt aufweist, der dem gewünschten Zustand entspricht, über eine Schreibschaltung, wie eine Schreibschaltung 124, ausgegeben. Der Widerstand des Phasenwechselmaterials wird dann ertastet und mit dem gewünschten Widerstand verglichen. Wenn der abgetastete Widerstand in einem vorgegebenen Bereich des gewünschten Widerstands liegt, ist das Programmieren des Phasenwechselmaterials abgeschlossen. Wenn der abgetastete Widerstand nicht im vorgegebenen Bereich des gewünschten Widerstands liegt, wird bzw. werden ein bzw. mehrere zusätzliche Schreibimpuls an das Phasenwechselmaterial ausgegeben, bis der abgetastete Widerstand im vorgegebenen Bereich des gewünschten Widerstands liegt. Der bzw. die zusätzliche(n) Schreibimpuls(e) schließen modifizierte abfallende Flanken- oder Set-Abschnitte auf der Basis des vorangehenden abfallenden Flanken- oder Set-Abschnitts und des Unterschieds zwischen dem abgetasteten Widerstand und dem gewünschten Widerstand ein.
Bei 200b wird bzw. werden ein oder mehrere Schreibimpuls(e) mit einem ersten abfallenden Flankenabschnitt oder einem modifizierten ersten abfallenden Flankenabschnitt ausgegeben, um einen kristallinen Zustand in die Fraktion 212 kleinen Volumens einzuprogrammieren. Der kristalline Zustand ist weniger resistiv als der amorphe Zustand, und das Phasenwechselelement 202 weist bei 200b einen geringeren Widerstand auf als das Phasenwechselelement 202 in dem im Wesentlichen amorphen Zustand bei 200a. Der teils kristalline und teils amorphe Zustand bei 200b ist der zweithöchste Widerstandszustand des Phasenwechselelements 202.
Bei 200c wird bzw. werden ein oder mehrere Schreibimpuls(e) mit einem zweiten abfallenden Flankenabschnitt oder einem modifizierten zweiten abfallenden Flankenabschnitt ausgegeben, um einen kristallinen Zustand in die Fraktion 214 mittleren Volumens einzuprogrammieren. Da die kristalline Fraktion 214 größer ist als die kristalline Fraktion 212 und der kristalline Zustand weniger resistiv ist als der amorphe Zustand, weist das Phasenwechselelement 202 bei 200c einen geringeren Widerstand auf als das Phasenwechselelement 202 bei 200b und das Phasenwechselelement 202 in dem im Wesentlichen amorphen Zustand bei 200a. Der teils kristalline und teils amorphe Zustand bei 200c ist der zweitniedrigste Widerstandszustand des Phasenwechselelements 202.
Bei 200d wird bzw. werden ein oder mehrere Schreibimpuls(e) mit einem dritten abfallenden Flankenabschnitt oder einem modifizierten dritten abfallenden Flankenabschnitt ausgegeben, um einen kristallinen Zustand in im Wesentlichen das gesamte Phasenwechselmaterial 216 einzuprogrammieren. Da der kristalline Zustand weniger resistiv als der amorphe Zustand ist, weist das Phasenwechselelement 202 bei 200d einen geringeren Widerstand auf als das Phasenwechselelement 202 bei 200c, das Phasenwechselelement 202 bei 200b und das Phasenwechselelement 202 in dem im Wesentlichen amorphen Zustand bei 200a. Der im Wesentlichen kristalline Zustand bei 200d ist der niedrigste Widerstandszustand des Phasenwechselelements 202. In anderen Ausführungsformen kann jede geeignete Zahl von Widerstandswerten oder -zuständen in das Phasenwechselelement 202 einprogrammiert werden.
4 ist ein Graph 230, der eine Ausführungsform der Kristallisation eines Phasenwechselmaterials auf der Basis von Temperatur und Zeit zeigt. Der Graph 230 weist einen Logarithmus der Zeit auf der x-Achse 232 und die Temperatur auf der y-Achse 234 auf. Bei einer Schmelztemperatur (T_MELT) die bei 240 angezeigt, ist, verflüssigt sich das Phasenwechselmaterial. Bei einer Kristallisationstemperatur (T_x), die bei 238 angegeben ist, bis zu einer Mindestzeit (T_MIN), die bei 236 angezeigt ist, bleibt das Phasenwechselmaterial amorph. Nach T_MIN bei 236 beginnt das Phasenwechselmaterial zu kristallisieren. Nach einem ersten Zeitraum, der bei 242 angezeigt ist, ist etwa 1% des Phasenwechselmaterials kristallisiert. Nach einem zweiten Zeitraum, der bei 244 angegeben ist, sind etwa 50% des Phasenwechselmaterials kristallisiert, und nach einem dritten Zeitraum, der bei 246 angegeben ist, sind etwa 99% des Phasenwechselmaterials kristallisiert. Daher kann durch zeitabhängiges Steuern der Temperatur des Phasenwechselmaterials die Menge an kristallisiertem Phasenwechselmaterial und damit der Widerstand gesteuert werden.
Der Logarithmus der Zeit auf der x-Achse 232 in 4 und in den folgenden Figuren und die Zeit auf der x-Achse 262 und auf der x-Achse 302 in den folgenden Figuren sind in vereinfachter Form dargestellt. Die eigentliche Zeit variiert auf der Basis des speziellen Phasenwechselmaterials und der speziellen Speicherzellenkonfiguration, die ausgewählt werden.
5A ist ein Graph 270, der eine Ausführungsform von Temperaturprofilen zur Einprogrammierung eines von vier ausgewählten Widerstandszuständen in ein Phasenwechselelement 106 zeigt. Der Graph 270 weist ein erstes Temperaturprofil 252, ein zweites Temperaturprofil 272, ein drittes Temperaturprofil 274 und ein viertes Temperaturprofil 276 auf. Das erste Temperaturprofil 252 steigt schnell über T_MELT 240 und sinkt dann schnell unter T_x 238, um den im Wesentlichen amorphen Zustand in das Phasenwechselmaterial einzuprogrammieren, wie bei 200a in 3 dargestellt.
Das zweite Temperaturprofil 272 steigt schnell über T_MELT 240 und hat einen abfallenden Flankenabschnitt, der einen Stufenabschnitt 278, einen Gradientenabschnitt 273a, der allmählich auf unter T_x 238 hinuntergeht, und einen Stufenabschnitt 273b aufweist. Der Stufenabschnitt 278 fällt schnell von über T_MELT 240 auf unter T_MELT 240 ab, da das Phasenwechselmaterial bei diesen Temperaturen nicht kristallisiert. Der Gradientenabschnitt 273a programmiert den teils kristallinen und teils amorphen Zustand in das Phasenwechselmaterial, wie bei 200b in 3 dargestellt. Der Stufenabschnitt 273b senkt die Temperatur des Phasenwechselmaterials schnell, sobald die Temperatur des Phasenwechselmaterials auf eine Temperatur fällt, bei der keine weitere Kristallisation stattfindet.
Das dritte Temperaturprofil 274 steigt schnell über T_MELT 240 und hat einen abfallenden Flankenabschnitt, der einen Stufenabschnitt 278, einen Gradientenabschnitt 275a, der allmählich auf unter T_x 238 hinuntergeht, und einen Stufenabschnitt 275b aufweist. Der Gradientenabschnitt 275a programmiert den teils kristallinen und teils amorphen Zustand in das Phasenwechselmaterial, wie bei 200c in 3 dargestellt. Der Stufenabschnitt 275b senkt die Temperatur des Phasenwechselmaterials schnell, sobald die Temperatur des Phasenwechselmaterials auf eine Temperatur fällt, bei der keine weitere Kristallisation stattfindet.
Das vierte Temperaturprofil 276 steigt schnell über T_MELT 240 und hat einen abfallenden Flankenabschnitt, der einen Stufenabschnitt 278, einen Gradientenabschnitt 277a, der allmählich auf unter T_x 238 hinuntergeht, und einen Schrittabschnitt 277b aufweist. Der Gradientenabschnitt 277a programmiert den im Wesentlichen kristallinen Zustand in das Phasenwechselmaterial, wie bei 200d in 3 dargestellt. Der Stufenabschnitt 277b senkt die Temperatur des Phasenwechselmaterials schnell, sobald die Temperatur des Phasenwechselmaterials auf eine Temperatur fällt, bei der keine weitere Kristallisation stattfindet.
Der Gradientenabschnitt 275a eines dritten Temperaturprofils 274 sinkt unter T_x 238, nachdem der Gradientenabschnitt 273a des zweiten Temperaturprofils 272 unter T_x 238 sinkt. Der Gradientenabschnitt 277a eines vierten Temperaturprofils 276 sinkt unter T_x 238, nachdem der Gradientenabschnitt 275a eines dritten Temperaturprofils 274 unter T_x 238 sinkt. Daher kristallisiert das dritte Temperaturprofil 274 mehr Phasenwechselmaterial als das zweite Temperaturprofil 272, und das vierte Temperaturprofil 276 kristallisiert mehr Phasenwechselmaterial als das dritte Temperaturprofil 274. Auf diese Weise programmiert das dritte Temperaturprofil 274 einen niedrigeren Widerstandszustand als das zweite Temperaturprofil 272 in das Phasenwechselmaterial, und das vierte Temperaturprofil 276 programmiert einen niedrigeren Widerstandszustand als das dritte Temperaturprofil 274 in das Phasenwechselmaterial.
In einer anderen Ausführungsform können andere geeignete Temperaturprofile verwendet werden, um einen ausgewählten Widerstandszustand in ein ausgewähltes Phasenwechselelement 106 einzuprogrammieren. Beispielsweise kann bzw. können in einer Ausführungsform der Stufenabschnitt 278 und/oder die Stufenabschnitte 273b, 275b und 277b weggelassen werden. In einer anderen Ausführungsform können die Gradientenabschnitte 273a, 275a und 277a zu unterschiedlichen Zeitpunkten und/oder bei verschiedenen Temperaturen anfangen. In einer anderen Ausführungsform können die Gradientenabschnitte 273a, 275a und 277a durch eine Stufenfunktion angenähert werden. In einer anderen Ausführungsform können die Gradientenabschnitte 273a, 275a und 277a zu unterschiedlichen Zeiten beginnen und/oder gleichzeitig enden.
5B ist ein Graph 280, der eine Ausführungsform von Schreibimpulsen für die Einprogrammierung eines ausgewählten von vier Widerstandszuständen in ein Phasenwechselelement 106 darstellt. Der Graph 280 weist die Zeit auf der x-Achse 262 und einen Einstell- bzw. Set-Strom auf der y-Achse 264 auf. Der Graph 280 weist einen ersten Schreibimpuls 268, einen zweiten Schreibimpuls 282, einen dritten Schreibimpuls 284 und einen vierten Schreibimpuls 286 auf. Der erste Schreibimpuls 268 liefert ein erstes Temperaturprofil 252, der zweite Schreibimpuls 282 liefert ein zweites Temperaturprofil 272, der dritte Schreibimpuls 284 liefert ein drittes Temperaturprofil 274, und der vierte Schreibimpuls liefert ein viertes Temperaturprofil 276, wie oben mit Bezug auf 5A beschrieben und dargestellt. In anderen Ausführungsformen können andere geeignete Schreibimpulse zum Programmieren eines ausgewählten Phasenwechselelements 106 auf einen ausgewählten Widerstandszustand verwendet werden, um andere geeignete Temperaturprofile bereitzustellen.
Der erste Schreibimpuls 268 liefert einen Strom, der auf eine Zurückstellungs- bzw. Reset-Impulshöhe 266 steigt, wobei es sich um einen Strom handelt, der die Temperatur des Phasenwechselmaterials über T_MELT 240 erhöht, und dann rasch auf null zurückgeht. Der zweite Schreibimpuls 282 liefert einen Strom, der auf die Höhe des Reset-Impulses 266 steigt und einen abfallenden Flankenabschnitt, der einen Stufenabschnitt 288, einen Gradientenabschnitt 283a und einen Stufenabschnitt 283b aufweist. Der Stufenabschnitt 288 senkt den Strom schnell unter die Reset-Impulshöhe 266, um einen Stufenabschnitt 278 der Temperaturprofile 272, 274 und 276, die in 5A dargestellt sind, auszubilden. Der Gradientenabschnitt 283a senkt den Strom allmählich, um einen Gradientenabschnitt 273a des zweiten Temperaturprofils 272, das in 5A dargestellt ist, zu bilden. Der Stufenabschnitt 283b senkt den Strom rasch auf null, um einen Stufenabschnitt 273b des zweiten Temperaturprofils 272, das in 5A dargestellt ist, zu bilden.
Der dritte Schreibimpuls 284 liefert einen Strom, der auf die Höhe des Reset-Impulses 266 steigt, und einen abfallenden Flankenabschnitt, der einen Stufenabschnitt 288, einen Gradientenabschnitt 285a und einen Stufenabschnitt 285b aufweist. Der Gradientenabschnitt 285a senkt den Strom allmählich mit einer Rate, die kleiner ist als die des Gradientenabschnitts 283 des zweiten Schreibimpulses 282, um einen Gradientenabschnitt 275a eines dritten Temperaturprofils 274, das in 5A dargestellt ist, auszubilden. Der Stufenabschnitt 285b senkt den Strom schnell auf null, um einen Stufenabschnitt 275b des dritten Temperaturprofils 274, das in 5A dargestellt ist, auszubilden.
Der vierte Schreibimpuls 286 liefert einen Strom, der auf die Höhe des Reset-Impulses 266 steigt, und einen abfallenden Flankenabschnitt, der einen Stufenabschnitt 288, einen Gradientenabschnitt 287a und einen Stufenabschnitt 287b aufweist. Der Gradientenabschnitt 287a senkt den Strom allmählich mit einer Rate, die kleiner ist als die des Gradientenabschnitts 285a des dritten Schreibimpulses 284, um einen Gradientenabschnitt 277a eines vierten Temperaturprofils, das in 5A dargestellt ist, auszubilden. Der Stufenabschnitt 287b senkt den Strom schnell auf null, um einen Stufenabschnitt 277b des vierten Temperaturprofils 276, das in 5A dargestellt ist, auszubilden.
Die Gradientenabschnitte 283a, 285a und 287a sind Best-Guess- bzw. Einschätzungsgradienten zum Programmieren des ausgewählten Phasenwechselelements 106 auf einen gewünschten oder Ziel-Widerstand. Nach Anlegen des Schreibimpulses, der den Best-Guess-Gradienten enthält, an das ausgewählte Phasenwechselelement 106 für den Ziel-Widerstand, wird der Widerstand des ausgewählten Phasenwechselelements 106 abgetastet und mit dem Ziel-Widerstand verglichen. Wenn der abgetastete Widerstand in einem vorgegebenen Bereich (z. B. +/–5% auf einer linearen oder logarithmischen Skala) oder in einem anderen geeigneten Bereich des Ziel-Widerstands liegt, ist die Programmierung des ausgewählten Phasenwechselelements 106 abgeschlossen. Wenn der abgetastete Widerstand nicht in dem vorgegebenen Bereich des Ziel-Widerstands liegt, wird der Gradientenabschnitt des Schreibimpulses modifiziert, und der Schreibimpuls wird erneut an das ausgewählte Phasenwechselelement 106 angelegt. Der Gradientenabschnitt des Schreibimpulses wird auf der Basis des Gradientenabschnitts des vorangehenden Schreibimpulses und des Unterschieds zwischen dem abgetasteten Widerstand und dem Ziel-Widerstand modifiziert. In einer Ausführungsform wird der Gradientenabschnitt des Schreibimpulses durch Erhöhen der Dauer des Gradientenabschnitts modifiziert. In einer Ausführungsform wird der Gradientenabschnitt durch Anwenden der folgenden Gleichung modifiziert: GPD(n + 1) = GPD(n) + [(log(SR) – log(TR))·GPD(n)·GF] Gleichung I wobei:

GPD: = Dauer des Gradientenabschnitts;
n: = Anzahl der Schreibimpulse;
SR: = abgetasteter Widerstand;
TR: = Ziel-Widerstand; und
GF: = Verstärkungsfaktor.

In einer anderen Ausführungsform wird der Gradientenabschnitt durch Anlegen der folgenden Gleichung einschließlich einer logarithmischen Korrektur modifiziert: GPD(n + 1) = 10^{{log(GPD(n)) + [(log(SR) – log(TR))·log(GPD(n))·GF]}} Gleichung II
In einer Ausführungsform ist der Verstärkungsfaktor eine Konstante (C). In einer anderen Ausführungsform variiert der Verstärkungsfaktor auf der Basis der Zahl der Schreibimpulse. In einer Ausführungsform sinkt der Verstärkungsfaktor mit jeder Zunahme der Zahl der Schreibimpulse (z. B. GF = C·n^x, wobei x = –1/3, –1/2, –1, –2 oder ein anderer geeigneter Wert; oder GF = (1 – n^x/C), wobei x = 1/3, 1/2, 1, 2 oder ein anderer geeigneter Wert). Ein Schreibimpuls, der einen modifizierten Gradientenabschnitt aufweist, wird an das ausgewählte Phasenwechselelement 106 angelegt, bis der abgetastete Widerstand in dem vorgegebenen Bereich des Ziel-Widerstands liegt. Auf diese Weise wird das ausgewählte Phasenwechselelement 160 auf den gewünschten Widerstandswert programmiert.
6 ist ein Zeitschema 300, das eine Ausführungsform von Signalen zum Programmieren eines ausgewählten Phasenwechselelements 106 auf einen ausgewählten von vier Widerstandszuständen zeigt. In dieser Ausführungsform beginnt das ausgewählte Phasenwechselelement 106 im vollständig zurückgesetzten (d. h. amorphen) Zustand. Das Zeitschema 300 weist die Zeit auf der x-Achse 302, eine Bitleitungsspannung auf der y-Achse 304 und eine Wortleitungsspannung auf der y-Achse 306 auf.
Um das ausgewählte Phasenwechselelement 106 auf einen von vier Widerstandszuständen zu programmieren, lädt die Schreibschaltung 124 die Bitleitung 112, die mit dem ausgewählten Phasenwechselelement 106 gekoppelt ist, vor, wie vom Signal 308 angezeigt. Das Signal 308 steigt von 0 V bei 310 auf eine feste Spannung bei 311 und sinkt bei 312 zurück auf 0 V. Mit der Bitleitung, die auf die feste Spannung bei 311 vorgeladen ist, liefert die Schreibschaltung 124 einen gewählten Set-Spannungsimpuls auf der Wortleitung 110, die mit dem Gatter des Transistors 108 gekoppelt ist, das mit dem ausgewählten Phasenwechselelement 106 gekoppelt ist. Jeder Set-Spannungsimpuls beginnt bei 316 und endet bei 318. Daher definiert der ausgewählte Set-Spannungsimpuls sowohl den Beginn als auch das Ende des Strompulses, der an das ausgewählte Phasenwechselelement 106 angelegt wird. In anderen Ausführungsformen werden beliebige geeignete Strom- oder Spannungsimpulse mit unterschiedlichen Amplituden an das ausgewählte Phasenwechselelement 106 angelegt, um das ausgewählte Phasenwechselelement 106 auf einen von vier Widerstandszuständen zu programmieren.
Um das ausgewählte Phasenwechselelement 106 auf den „00”-Zustand zu programmieren, wie den Zustand, der bei 200a in 3 angezeigt ist, liefert die Schreibschaltung 124 einen (nicht dargestellten) Reset-Impuls und keinen Set-Spannungsimpuls, wie vom Signal 314a angezeigt. Um das ausgewählte Phasenwechselelement 106 auf den „01”- Zustand zu programmieren, wie den bei 200b in 3 angezeigten Zustand, liefert die Schreibschaltung 124 einen Reset-Impuls und einen Set-Spannungsimpuls mit einer ersten Amplitude wie vom Signal 314b angezeigt. Um das ausgewählte Phasenwechselelement 106 auf den „10”-Zustand zu programmieren, wie den bei 200c in 3 angezeigten Zustand, liefert die Schreibschaltung 124 einen Reset-Impuls und einen Set-Spannungsimpuls mit einer zweiten Amplitude, die größer ist als die erste Amplitude, wie vom Signal 314c angezeigt. Um das ausgewählte Phasenwechselelement 106 auf den „11”-Zustand zu programmieren, wie den bei 200d in 3 angezeigten Zustand, liefert die Schreibschaltung 124 einen Reset-Impuls und einen Set-Spannungsimpuls mit einer dritten Amplitude, die größer ist als die zweite Amplitude, wie vom Signal 314d angezeigt.
Die Amplituden der Spannungsimpulse 314b–314d sind Best-Guess- bzw. Einschätzungsamplituden zum Programmieren des ausgewählten Phasenwechselelements 106 auf einen gewünschten oder Ziel-Widerstand. Nach Anlegen des Set-Impulses, der die Best-Guess-Amplitude enthält, an das ausgewählte Phasenwechselelement 106 für den Ziel-Widerstand, wird der Widerstand des ausgewählten Phasenwechselelements 106 abgetastet und mit dem Ziel-Widerstand verglichen. Wenn der abgetastete Widerstand in einem vorgegebenen Bereich (z. B. +/–5% auf einer linearen oder logarithmischen Skala oder in einem anderen geeigneten Bereich) des Ziel-Widerstands liegt, ist die Programmierung des ausgewählten Phasenwechselelements 106 abgeschlossen. Wenn der abgetastete Widerstand nicht in dem vorgegebenen Bereich des Ziel-Widerstands liegt, wird der Gradientenabschnitt des Schreibimpulses modifiziert, und der Reset- sowie der modifizierte Set-Spannungsimpuls werden erneut an das ausgewählte Phasenwechselelement 106 angelegt. Die Amplitude des Set-Spannungsimpulses wird auf der Basis der vorangehenden Amplitude und des Unterschieds zwischen dem abgetasteten Widerstand und dem Ziel-Widerstand modifiziert. In einer Ausführungsform wird die Amplitude durch Anwenden der folgenden Gleichung modifiziert: SPA(n + 1) SPA(n) + [(log(SR) – log(TR))·SPA(n)·GF] Gleichung III wobei:

SPA: = Set-Impulsamplitude;
n: = Anzahl der Set-Impulse;
SR: = abgetasteter Widerstand;
TR: = Ziel-Widerstand; und
GF: = Verstärkungsfaktor.

In einer anderen Ausführungsform wird die Amplitude durch Anwenden der folgenden Gleichung, die eine logarithmische Korrektur aufweist, modifiziert: SPA(n + 1) = 10^{{log(SPA(n)) + log(SR) – log(TR))·log(SPA(n))·GF]}} Gleichung IV
In einer Ausführungsform ist der Verstärkungsfaktor eine Konstante (C). In einer anderen Ausführungsform variiert der Verstärkungsfaktor auf der Basis der Zahl der Set-Impulse. In einer Ausführungsform sinkt der Verstärkungsfaktor mit jeder Zunahme der Zahl der Set-Impulse (z. B. GF = C·n^x, wobei = –1/3, –1/2, –1, –2 oder ein anderer geeigneter Wert; oder GF = (1 – n^x/C), wobei x = 1/3, 1/2, 1, 2 oder ein anderer geeigneter Wert). Ein Reset-Impuls und ein Set-Spannungsimpuls, die eine modifizierte Amplitude aufweisen, werden an das ausgewählte Phasenwechselelement 106 angelegt, bis der abgetastete Widerstand in dem vorgegebenen Bereich des Ziel-Widerstands liegt. Auf diese Weise wird das ausgewählte Phasenwechselelement 106 auf den gewünschten Widerstandswert programmiert.
7 ist ein Ablaufschema, das eine Ausführungsform eines Verfahrens 400 zum Programmieren eines ausgewählten Phasenwechselelements 106 zeigt. Bei 402 wird ein Ziel-Widerstand angegeben, um ein ausgewähltes Phasenwechselelement auf einen ausgewählten Widerstandszustand zu programmieren. Bei 404 wird ein Schreibimpulsparameter, wie die Dauer, die Amplitude, die Steigung und/oder ein anderer geeigneter Parameter eines Set-Impulses oder eines abfallenden Flankenabschnitts eines Strom- oder Spannungsimpulses, geladen. Der Schreibimpulsparameter basiert auf dem Best-Guess-Wert bzw. der besten Einschätzung zum Erreichen des Zielwiderstands. Bei 406 wird bzw. werden ein Schreibimpuls oder Schreibimpulse, der bzw. die den Best-Guess-Parameter aufweist bzw. aufweisen, an das ausgewählte Phasenwechselelement 106 angelegt. Für Schreibimpulse, die ein direktes Überschreiben ermöglichen, wird ein einzelner Schreibimpuls an das ausgewählte Phasenwechselelement 106 angelegt, um das ausgewählte Phasenwechselelement 106 auf den Ziel-Widerstand zu programmieren. Für Schreibimpulse, die kein direktes Überschreiben ermöglichen, wie amplitudengesteuerte Set-Impulse, werden zwei Schreibimpulse an das ausgewählte Phasenwechselelement 106 angelegt. Der erste Schreibimpuls programmiert das ausgewählte Phasenwechselelement 106 auf einen Anfangszustand, und der zweite Schreibimpuls programmiert das ausgewählte Phasenwechselelement 106 auf den Ziel-Widerstand (z. B. ein Reset-Impuls und ein amplitudengesteuerter Set-Impuls).
Bei 408 wird der Widerstand des ausgewählten Phasenwechselelements 106 gemessen oder abgetastet. In einer Ausführungsform wird der Widerstand des ausgewählten Phasenwechselelements 106 abgetastet, um einen Bereich zu bestimmen, in dem der Widerstand des ausgewählten Phasenwechselelements 106 liegt. Bei 410 wird der gemessene Widerstand des ausgewählten Phasenwechselelements 106 mit dem Ziel-Widerstand verglichen. Wenn der gemessene Widerstand des ausgewählten Phasenwechselelements 106 in einem vorgegebenen Bereich (z. B. +/–5% auf einer linearen oder logarithmischen Skala) oder in einem anderen geeigneten Bereich des Ziel-Widerstands liegt, oder wenn der Bereich, in dem der abgetastete Widerstand des ausgewählten Phasenwechselelements 106 liegt, im gleichen Bereich liegt wie der Ziel-Widerstand, ist die Programmierung des ausgewählten Phasenwechselelements 106 bei 412 abgeschlossen.
Wenn der gemessene Widerstand des ausgewählten Phasenwechselelements 106 nicht in dem vorgegebenen Bereich des Ziel-Widerstands liegt, oder wenn der Bereich, in dem der abgetastete Widerstand des ausgewählten Phasenwechselelements 106 liegt, nicht im gleichen Bereich liegt wie der Ziel-Widerstand, wird ein neuer Schreibimpulsparameter bei 414 berechnet. In einer Ausführungsform wird der neue Schreibimpulsparameter anhand der folgenden Gleichung berechnet: WPP(n + 1) = WPP(n) + [(log(SR) – log(TR))·WPP(n)·GF] Gleichung V wobei:

WPP: = Schreibimpulsparameter;
n: = Anzahl der Schreibimpulse;
SR: = abgetasteter Widerstand oder Bereich, in dem der abgetastete Widerstand liegt;
TR: = Ziel-Widerstand oder Bereich, in dem der Ziel-Widerstand liegt; und
GF: = Verstärkungsfaktor.

In einer anderen Ausführungsform wird der neue Schreibimpulsparameter anhand der folgenden Gleichung, die eine logarithmisch Korrektur aufweist, berechnet: WPP(n + 1) = 10^{{log(WPP(n) + [log(SR) – log(TR))·log(WPP(n))·GF]}} Gleichung VI
In einer Ausführungsform ist der Verstärkungsfaktor oder Anpassungsfaktor eine Konstante (C). In einer anderen Ausführungsform variiert der Verstärkungsfaktor auf der Basis der Zahl der Schreibimpulse. In einer Ausführungsform nimmt der Verstärkungsfaktor mit jeder Zunahme der Zahl der Schreibimpulse ab (z. B. GF = C·n^x, wobei x = –1/3, –1/2, –1, –2 oder ein anderer geeigneter Wert; oder GF = (1 – n^x/C), wobei x = 1/3, 1/2, 1, 2 oder ein anderer geeigneter Wert). Bei 416 wird der neue Schreibimpulsparameter geladen. Bei 406 wird ein Schreibimpuls, der den neuen modifizierten Parameter berücksichtigt, an das ausgewählte Phasenwechselelement 106 angelegt. Bei 408 wird der Widerstand des ausgewählten Phasenwechselelements 106 erneut gemessen, und das Verfahren wird wiederholt, bis die Programmierung des ausgewählten Phasenwechselelements 106 bei 412 beendet ist.
8 ist ein Graph 430, der eine Ausführungsform des Widerstands des Phasenwechselelements 106 nach dem Programmieren zeigt. Der Graph 430 weist den Widerstand in Ohm auf der x-Achse 432 und die Prozent der Zellen auf der y-Achse 434 für ein Musterfeld aus Phasenwechselelementen 106 auf. In dieser Ausführungsform wird eine Schreib-Prüf-Schreiboperation verwendet, um einen Ziel-Widerstand von 100 kΩ mit einem Zielbereich von +/–5% auf der logarithmischen Skala oder 56–177 kΩ zu erreichen. In dieser Ausführungsform ist der Verstärkungsfaktor eine Konstante 0,7, und der Schreibimpulsparameterwert, der modifiziert wird, ist eine Dauer des abfallenden Flankenabschnitts des Strom oder Spannungsimpulses. Der Best-Guess-Anfangswert für die Dauer des abfallenden Flankenabschnitts des Strom oder Spannungsimpulses ist 50 ns, um den Ziel-Widerstand von 100 kΩ zu erreichen. Der Widerstand des Phasenwechselelements 106 nach einer herkömmlichen Schreib-Prüf-Schreiboperation wird bei 436 angegeben. Der Widerstand des Phasenwechselelements 106 anhand des zuvor mit Bezug auf 7 beschriebenen und dargestellten Verfahrens ist bei 438 angegeben.
Wie im Graphen 430 dargestellt, führt der Widerstand der Phasenwechselelemente 106, die anhand eines herkömmlichen Verfahrens programmiert werden, das auf der niedrigen oder hohen Seite des Ziel-Widerstands beginnt und allmählich um einen konstanten Wert zu- bzw. abnimmt, in der Regel zu Widerstandswerten an den Rändern des Zielbereichs. Außerdem ist ein Hinausschießen über den Ziel-Widerstand wahrscheinlicher, wenn Phasenwechselelemente 106 anhand eines herkömmlichen Verfahrens programmiert werden. Dagegen führt der Widerstand von Phasenwechselelementen 106, der anhand des zuvor mit Bezug auf 7 beschriebenen und dargestellten Verfahrens programmiert wird, in der Regel zu Widerstands werten in der Mitte des Zielbereichs. Ebenso ist ein Hinausschießen über den Zielwiderstand wenig wahrscheinlich, wenn Phasenwechselelemente 106 anhand des zuvor mit Bezug auf 7 beschriebenen und dargestellten Verfahrens programmiert werden.
9 ist ein Graph 450, der eine Ausführungsform der Zahl der Schreibzyklen, die verwendet werden, um die Phasenwechselelemente 106 zu programmieren, zeigt. Der Graph 450 weist die Zahl der Schreibzyklen auf der x-Achse 452 und die Anzahl der Zellen in Prozent auf der y-Achse 454 für ein Musterfeld aus Phasenwechselelementen 106 auf. Die Zahl der Schreibzyklen zum Programmieren der Phasenwechselelemente 106 anhand einer herkömmlichen Schreib-Prüf-Schreiboperation ist bei 458 angegeben. Die Zahl der Schreibzyklen zum Programmieren der Phasenwechselelemente 106 anhand des zuvor mit Bezug auf 7 beschriebenen und dargestellten Verfahrens ist bei 456 angegeben.
Wie im Graphen 450 angegeben, beträgt die Zahl der Schreibzyklen, die verwendet werden, um die Phasenwechselelemente 106 anhand eines herkömmlichen Verfahrens zu programmieren, das auf der niedrigen oder hohen Seite des Ziel-Widerstands beginnt und allmählich um einen konstanten Wert zu- bzw. abnimmt, bis zu 11 Schreibzyklen. Dagegen beträgt die Zahl der Schreibzyklen, die verwendet werden, um die Phasenwechselelemente 106 anhand des zuvor mit Bezug auf 7 beschriebenen und dargestellten Verfahrens zu programmieren, bis zu 8 Schreibzyklen. Außerdem wird die Mehrheit der Phasenwechselelemente 106 nach den ersten drei Schreibzyklen programmiert, wenn das zuvor mit Bezug auf 7 beschriebene und dargestellte Verfahren angewendet wird, im Gegensatz zu nach sechs Schreibzyklen, wenn das herkömmliche Verfahren angewendet wird.
10 ist ein Graph 470, der eine Ausführungsform des Widerstands von Phasenwechselelementen 106 nach Programmierung der Phasenwechselelemente 106 auf einen von vier Widerstandszuständen anhand des zuvor mit Bezug auf 7 beschriebenen und dargestellten Verfahrens zeigt. Der Graph 470 weist den Logarithmus zur Basis 10 des Widerstands (R) in Ohm auf der x-Achse 472 und die Zahl der Zellen auf der y-Achse 474 für ein Musterfeld aus Phasenwechselelementen 106 auf. Die Widerstandswerte für die Phasenwechselelemente 106, die auf einen „11”-Zustand programmiert werden, wie den bei 200d in 3 dargestellten Zustand, sind bei 476 angegeben. Die Widerstandswerte für die Phasenwechselelemente 106, die auf einen „10”-Zustand programmiert werden, wie den bei 200c in 3 dargestellten Zustand, sind bei 478 angegeben. Die Widerstandswerte für die Phasenwechselelemente 106, die auf einen „01”-Zustand programmiert werden, wie den bei 200b in 3 dargestellten Zustand, sind bei 480 angegeben. Die Widerstandswerte für die Phasenwechselelemente 106, die auf einen „00”-Zustand programmiert werden, wie den bei 200a in 3 dargestellten Zustand, sind bei 482 angegeben. Die Verteilung der Widerstandswerte ist eng und getrennt voneinander, so dass vier unterschiedliche Widerstandswerte zuverlässig erreicht werden.
Ausführungsformen stellen ein Verfahren zum Programmieren von Speicherelementen auf einen Ziel-Widerstand zur Verfügung. Ein Best-Guess-Parameterwert zum Erreichen des Ziel-Widerstands wird ausgewählt, um einen Anfangsschreibimpuls für ein ausgewähltes Speicherelement zu liefern. Das ausgewählte Speicherelement wird durch Anlegen eines oder mehrerer Strom- oder Spannungsimpulse an das Speicherelement, bis ein abgetasteter Widerstand des Speicherelements in einem Bereich des Ziel-Widerstands liegt, programmiert. Der Parameterwert des einen oder der mehreren Strom- oder Spannungsimpulse wird für jeden folgenden Strom- oder Spannungsimpuls auf der Basis des Parameterwerts für den unmittelbar vorangehenden Strom- oder Spannungsimpuls und des Unterschieds zwischen dem abgetasteten Widerstand des Speicherelements und dem Ziel-Widerstand modifiziert. Das Verfahren verkürzt die Zeit, die verwendet wird, um die Speicherelemente zu programmieren, und erhöht die Genauigkeit des programmierten Widerstands im Vergleich zu herkömmlichen Programmierverfahren.
Obwohl die hierin beschriebenen spezifischen Ausführungsformen im Wesentlichen auf die Verwendung von Phasenwechsel-Speicherelementen gerichtet sind, kann die vorliegende Erfindung auf jede geeignete Art von resistiven oder ihre Resistivität ändernden Speicherelementen angewendet werden.

Claims

Integrierte Schaltung, die aufweist: ein Speicherelement; und eine Schaltung, die konfiguriert ist, um das Speicherelement durch Anlegen mehrerer Strom- und/oder Spannungsimpulse an das Speicherelement, bis ein abtasteter Widerstand des Speicherelements in einem Bereich eines gewünschten Widerstandes liegt, zu programmieren, wobei die mehreren Strom- und/oder Spannungsimpulse einen Parameterwert aufweisen, der für einen ersten Strom- und/oder Spannungsimpuls initialisiert und dann für jeden folgenden Strom- und/oder Spannungsimpuls auf der Basis des Parameterwerts für einen unmittelbar vorangehenden Strom- und/oder Spannungsimpuls und des Unterschieds zwischen dem abgetasteten Widerstand des Speicherelements und dem gewünschten Widerstand modifiziert ist, wobei der Parameterwert (PV) für jeden folgenden Strom- und/oder Spannungsimpuls (n + 1) modifiziert wird durch: PV(n + 1) = PV(n) + [(log(abgetasteter Widerstand) – log(gewünschter Widerstand))·PV(n)·(Verstärkungsfaktor)] oder PV(n + 1) = 10^{{log(PV(n)) + [(log(abgetasteter Widerstand) – log(gewünschter Widerstand))·log(PV(n))·(Verstärkungsfaktor)]}}, wobei n gleich einer Anzahl der Strom- und/oder Spannungsimpulse für den unmittelbar vorangehenden Strom- und/oder Spannungsimpuls ist und ein Verstärkungsfaktor eine Konstante ist oder auf der Anzahl der Strom- und/oder Spannungsimpulse beruht.
Integrierte Schaltung gemäß Anspruch 1, wobei der Parameterwert für einen ersten Strom- und/oder Spannungsimpuls eine Best-Guess-Schätzung zum Erreichen des gewünschten Widerstands aufweist.
Integrierte Schaltung gemäß Anspruch 1, wobei der Parameterwert eine Impulsdauer aufweist.
Integrierte Schaltung gemäß Anspruch 1, wobei der Parameterwert eine Impulsamplitude aufweist.
Integrierte Schaltung gemäß Anspruch 1, wobei der Parameterwert die Steigung eines abfallenden Flankenabschnitts des Strom- oder Spannungsimpulses aufweist.
Integrierte Schaltung gemäß Anspruch 1, wobei das Speicherelement konfiguriert ist, um auf einen von mindestens drei Widerstandszuständen programmiert zu werden.
Integrierte Schaltung gemäß Anspruch 1, wobei das Speicherelement ein Phasenwechselelement (106, 106a, 106b, 106c, 106d, 202) aufweist.
Integrierte Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Verstärkungsfaktor für jeden Strom- und/oder Spannungsimpuls, der an das Speicherelement angelegt wird, abnimmt.
Integrierte Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Speicherelement ein Multibit-Phasenwechselelement aufweist.
Integrierte Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Anlegen des folgenden Strom- und/oder Spannungsimpulses das Anlegen des folgenden Strom- und/oder Spannungsimpulses als Antwort auf den Vergleich, der anzeigt, dass der abgetastete Widerstand nicht in einem Bereich von +/–5% auf einer linearen oder logarithmischen Skala des gewünschten Widerstands liegt, aufweist.
System (90), das aufweist: einen Host (92); und eine Speichervorrichtung (100), die kommunikativ mit dem Host (90) gekoppelt ist, wobei die Speichervorrichtung (100) eine integrierte Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
Verfahren zum Programmieren eines Speicherelements, wobei das Verfahren aufweist: Anlegen mehrerer Strom- und/oder Spannungsimpulse an ein Speicherelement, bis ein abgetasteter Widerstand des Speicherelements in einem Bereich eines gewünschten Widerstands liegt, wobei die mehreren Strom- und/oder Spannungsimpulse einen Parameterwert aufweisen, der für einen ersten Strom- und/oder Spannungsimpuls initialisiert und dann für jeden folgenden Strom- und/oder Spannungsimpuls auf der Basis des Parameterwerts für einen unmittelbar vorangehenden Strom- und/oder Spannungsimpuls und des Unterschieds zwischen dem abgetasteten Widerstand des Speicherelements und dem gewünschten Widerstand modifiziert ist, wobei der Parameterwert (PV) für jeden folgenden Strom- und/oder Spannungsimpuls (n + 1) modifiziert wird durch: PV(n + 1) = PV(n) + [(log(abgetasteter Widerstand) – log(gewünschter Widerstand))·PV(n)·(Verstärkungsfaktor)] oder PV(n + 1) = 10^{{log(PV(n)) + [(log(abgetasteter Widerstand) – log(gewünschter Widerstand))·log(PV(n))·(Verstärkungsfaktor)]}}, wobei n gleich einer Anzahl der Strom- und/oder Spannungsimpulse für den unmittelbar vorangehenden Strom- und/oder Spannungsimpuls ist und ein Verstärkungsfaktor eine Konstante ist oder auf der Anzahl der Strom- und/oder Spannungsimpulse beruht.
Verfahren gemäß Anspruch 12, das ferner aufweist: Setzen des Parameterwerts für einen ersten Strom und/oder Spannungsimpuls auf einen Best-Guess-Wert, um den gewünschten Widerstand zu erreichen.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei der Parameterwert, der eine Impulsdauer, eine Impulsamplitude und eine Steigung eines abfallenden Flankenabschnitts des Strom- und oder Spannungsimpulses aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Anlegen der mehreren Strom- und/oder Spannungsimpulse das Anlegen der mehreren Strom- und/oder Spannungsimpulse an ein Speicherelement, das konfiguriert ist, um auf einen von mindestens drei Widerstandszuständen programmiert zu werden, aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Anlegen der mehreren Strom- und/oder Spannungsimpulse an das Speicherelement das Anlegen der mehreren Strom- und/oder Spannungsimpulse an ein Phasenwechselelement (106, 106a, 106b, 106c, 106d, 202) aufweist.