DE102017116737A1

DE102017116737A1 - Verfahren zum programmieren einer resistiven speicherzelle und resistive speichervorrichtung

Info

Publication number: DE102017116737A1
Application number: DE102017116737.4A
Authority: DE
Inventors: Robert Strenz; Robert Allinger; Matthias Bauer; Christoph Bukethal; Karl Hofmann; Volker Pissors
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2019-01-31

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Programmieren einer resistiven Speicherzelle bereitgestellt. Die Speicherzelle kann wenigstens einen ersten und einen zweiten Zustand aufweisen, wobei der erste und der zweite Zustand komplementäre Zustände sein können. Beim Verfahren kann als ein Analogwert oder ein Wert aus mehreren Digitalwerten wenigstens ein physikalischer Parameterwert der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand bestimmt werden, auf der Grundlage des bestimmten wenigstens einen physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand eine Programmierenergie bestimmt werden, die zum Programmieren der resistiven Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand bereitzustellen ist, und ein Programmierpuls angewendet werden, wodurch die bestimmte Programmierenergie zugeführt wird, wodurch die resistive Speicherzelle in den zweiten Zustand programmiert wird.

Description

Technisches Gebiet
Verschiedene Ausführungsformen betreffen allgemein ein Verfahren zum Programmieren einer resistiven Speicherzelle und eine resistive Speichervorrichtung.
Hintergrund
Resistive Speicher (beispielsweise RRAM) können nach SETZ- bzw. RÜCKSETZ-Vorgängen starke Variationen von Widerstandsverteilungen zeigen. Um eine ausreichende Trennung zwischen SETZ- und RÜCKSETZ-Widerstandsverteilungen zu erreichen, werden gegenwärtig SETZ- bzw. RÜCKSETZ-Algorithmen verwendet, um die Breiten der Widerstandsverteilungen zu verringern. Die Algorithmen können mehrere SETZ/RÜCKSETZ-Pulse verwenden (einschließlich eines anfänglichen Standardpulses und weiterer Pulse mit veränderlichen Betriebsbedingungen, beispielsweise in Bezug auf die Zeit, die Spannung und/oder den Strom). Nach jedem SETZ/RÜCKSETZ-Vorgang kann ein Lesevorgang ausgeführt werden. Ein Ergebnis des Lesevorgangs kann als ein Eingangsparameter zum Bestimmen von Bedingungen anschließender SETZ/RÜCKSETZ-Prozesse verwendet werden (während der erste SETZ/RÜCKSETZ-Puls einen vorgegebenen festen Wert verwenden kann).
Die beschriebene Prozedur kann zwei Hauptnachteile aufweisen.
Erstens kann jeder SETZ/RÜCKSETZ-Vorgang viele SETZ/RÜCKSETZ-Pulse und Zwischenlesevorgänge verwenden. Dies kann die gesamte SETZ/RÜCKSETZ-Vorgangszeit verglichen mit einem Einzelpulsvorgang verlängern.
Zweitens wurde gezeigt, dass die Temperaturstabilität (auch als Retention bezeichnet) von SETZ/RÜCKSETZ-Verteilungen, die durch diese Art eines Algorithmus verschmälert wurden, schlechter ist als die Temperaturstabilität einer Verteilung, die durch Einzelpulsvorgänge erzeugt wurde (siehe beispielsweise A. Fantini u.a., „Intrinsic Program Instability in HfO₂ RRAM and consequences on program algorithms“, IEDM 2015).
Gegenwärtig werden die vorstehend beschriebenen Algorithmen verwendet, und die damit verbundenen Nachteile werden akzeptiert.
Kurzfassung
Es wird ein Verfahren zum Programmieren einer resistiven Speicherzelle bereitgestellt. Die Speicherzelle kann wenigstens einen ersten und einen zweiten Zustand aufweisen, wobei der erste und der zweite Zustand komplementäre Zustände sein können. Beim Verfahren kann als ein Analogwert oder ein Wert aus mehreren Digitalwerten wenigstens ein physikalischer Parameterwert der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand bestimmt werden, auf der Grundlage des bestimmten wenigstens einen physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand eine Programmierenergie bestimmt werden, die zum Programmieren der resistiven Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand bereitzustellen ist, und ein Programmierpuls angewendet werden, wodurch die bestimmte Programmierenergie zugeführt wird, wodurch die resistive Speicherzelle in den zweiten Zustand programmiert wird.
Figurenliste
In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen im Allgemeinen in den verschiedenen Ansichten die gleichen Teile. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, und der Nachdruck wird vielmehr auf die Erläuterung der Grundgedanken der Erfindung gelegt. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1A eine Wahrscheinlichkeitsverteilung von Zellstromwerten herkömmlicher resistiver Speicherzellen, nachdem sie einem SETZ-Prozess mit variablen Bedingungen unterzogen wurden,
1B eine Wahrscheinlichkeitsverteilung von Zellstromwerten herkömmlicher resistiver Speicherzellen, nachdem sie einem SETZ-Prozess mit variablen Bedingungen und einem anschließenden RÜCKSETZ-Prozess mit festen Bedingungen unterzogen wurden,
2 einen Prozessfluss für ein Verfahren zum Programmieren einer resistiven Speicherzelle gemäß verschiedenen Ausführungsformen,
3A eine Visualisierung einer Programmierung einer resistiven Speicherzelle gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei ein Zellzustand als ein Analogwert gekennzeichnet ist,
3B eine Visualisierung einer Programmierung einer resistiven Speicherzelle gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei ein Zellzustand als ein gebinnter Wert gekennzeichnet ist,
4 eine schematische Repräsentation einer resistiven Speichervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen und
5 eine schematische Repräsentation einer resistiven Speicherzelle einer resistiven Speichervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen.

Beschreibung
Die folgende detaillierte Beschreibung bezieht sich auf die anliegende Zeichnungen, worin spezifische Einzelheiten und Ausführungsformen, in denen die Erfindung verwirklicht werden kann, zur Veranschaulichung dargestellt sind.
Das Wort „als Beispiel dienend“ soll hier „als ein Beispiel, ein Fall oder eine Erläuterung dienend“ bedeuten. Jegliche Ausführungsfonn oder jeglicher Entwurf, die oder der hier als „als Beispiel dienend“ beschrieben wird, sollte nicht notwendigerweise als gegenüber anderen Ausführungsformen oder Entwürfen bevorzugt oder vorteilhaft ausgelegt werden.
Das hier in Bezug auf ein „über“ einer Seite oder einer Fläche gebildetes abgeschiedenes Material verwendete Wort „über“ kann hier verwendet werden, um anzugeben, dass das abgeschiedene Material „direkt auf“ der betreffenden Seite oder Fläche, beispielsweise in direktem Kontakt damit, gebildet sein kann. Das in Bezug auf ein „über“ einer Seite oder Fläche gebildetes abgeschiedenes Material verwendete Wort „über“ kann hier verwendet werden, um anzugeben, dass das abgeschiedene Material „indirekt auf“ der betreffenden Seite oder Fläche gebildet sein kann, wobei eine oder mehrere zusätzliche Schichten zwischen der betreffenden Seite oder Fläche und dem abgeschiedenen Material angeordnet sind.
Resistive Speicherzellen können sich in ihrem Verhalten von einer üblichen Floating-Gate-Flash-Zelle unterscheiden, wobei der sich ergebende Zustand eines Programmier-/Löschvorgangs unabhängig vom Zustand der Anfangsverteilung sein kann.
1A zeigt eine kumulative Wahrscheinlichkeitsverteilung 100 von Zellstromwerten (direkt unter Verwendung eines Direktspeicherzugriffs (DMA) gemessen) herkömmlicher resistiver Speicherzellen, nachdem sie einem SETZ-Prozess mit variablen Bedingungen unterzogen wurden (die variablen Bedingungen, d.h. veränderliche Bitleitungsspannungen V_BL, _SETZ und veränderliche Wortleitungsspannungen V_WL, _SETZ sind für die verschiedenen Spuren in der Legende angegeben). 1B zeigt eine Wahrscheinlichkeitsverteilung von Zellstromwerten derselben herkömmlichen resistiven Speicherzellen wie in 1A; nachdem sie einem anschließenden RÜCKSETZ-Prozess mit festen Bedingungen unterzogen wurden (in der Legende auch als V_WL, _RÜCKSETZ bzw. V_BL, _RÜCKSETZ angegeben).
Vor jedem der in 1A als Symbole repräsentierten SETZ-Prozesse wurde ein so genannter Vorzyklusprozess ausgeführt, der zu einem einzigen definierten RÜCKSETZ-Zustand führt. Mit anderen Worten gingen die Speicherzellen für alle in 1A (und in 1B) dargestellten Messungen vom selben RÜCKSETZ-Zustand (RÜCKSETZ-Zellstrom) aus.
Wie anhand der in 1A dargestellten kumulativen Wahrscheinlichkeitsverteilung 100 ersichtlich ist, wobei sie beispielsweise bei einer Linie einer kumulativen Wahrscheinlichkeit von 50 % beurteilt wird, können veränderliche Bedingungen während des SETZ-Prozesses zu einer Verbreiterung (beispielsweise von etwa 25 µA bis etwa 28,5 µA) in den Zellstromwerten der resistiven Speicherzellen im SETZ-Zustand führen.
Die Anwendung fester RÜCKSETZ-Bedingungen (wie in der Legende dargestellt) auf die in 1A repräsentierten Speicherzellen führt zu den in 1B dargestellten Verteilungen, wobei die gleichen Typen von Symbolen/Spuren in den 1A und 1B einander entsprechen.
Wie aus 1B ersichtlich ist, zeigen die Speicherzellen im RÜCKSETZ-Zustand trotz der auf sie angewendeten festen RÜCKSETZ-Bedingungen eine Verteilung von Zellstromwerten (beispielsweise von etwa 5 µA bis etwa 7 µA, beurteilt bei einer kumulativen Wahrscheinlichkeit von 50 %).
Wie anhand eines Vergleichs von 1A und 1B und durch Absolutwerte der SETZ-Bedingungen ersichtlich ist, können stärkere SETZ-Bedingungen (d.h. SETZ-Bedingungen, die mehr Energie bereitstellen, beispielsweise höhere Bitleitungsspannungen V_BL und/oder höhere Wortleitungsspannungen V_WL) zu höheren Zellströmen im SETZ-Zustand führen (beispielsweise hat das Symbol eines ausgefüllten Quadrats, das der höchsten Spannungskombination von V_BL, _SETZ = 2,2 V und V_WL, _SETZ = 2,4 V entspricht, verglichen mit den anderen Messungen den höchsten Zellstrom, beispielsweise etwa 28,5 µA im in 1A dargestellten SETZ-Zustand), und beim Ausgehen von einem SETZ-Zustand mit einem höheren Zellstrom kann sich ein RÜCKSETZ-Zustand mit einem höheren RÜCKSETZ-Zellstrom ergeben (beispielsweise haben die (als ausgefüllte Quadrate angegebenen) Zellen mit den höchsten Zellströmen im SETZ-Zustand in 1A nach dem RÜCKSETZ-Prozess mit festen RÜCKSETZ-Bedingungen noch die höchsten Zellströme im RÜCKSETZ-Zustand (wie in 1B dargestellt ist)). Demgemäß gibt es eine Korrelation zwischen dem SETZ-Zustand und dem RÜCKSETZ-Zustand in dem Sinne, dass ein höherer Zellstrom im SETZ-Zustand bei festen RÜCKSETZ-Bedingungen zu einem höheren Zellstrom im RÜCKSETZ-Zustand führt.
Allgemeiner kann gefolgert werden, dass der RÜCKSETZ-Zustand vom vorhergehenden SETZ-Zustand abhängt.
Dies kann auch in der entgegengesetzten Richtung angewendet werden. Mit anderen Worten kann der SETZ-Zustand vom vorhergehenden RÜCKSETZ-Zustand abhängen (bei festen SETZ-Bedingungen). Beispielsweise führt ein höherer Zellstrom im RÜCKSETZ-Zustand bei festen SETZ-Bedingungen (nicht dargestellt) zu einem höheren Zellstrom im SETZ-Zustand.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann ein traditionelles Verfahren zum Verschmälern der Zellwertverteilungen (beispielsweise Verteilungen des Zellstroms) nach einem RÜCKSETZ-Vorgang, nachdem der Standard-RÜCKSETZ-Puls mit festen Bedingungen die Speicherzelle aus dem SETZ-Zustand in den RÜCKSETZ-Zustand gebracht hat, mehrere RÜCKSETZ-Pulse verwenden, um einen spezifischen Zellwert (beispielsweise Zellstrom) innerhalb des RÜCKSETZ-Zustands zu erhalten. Nach jedem RÜCKSETZ-Vorgang kann ein Lesevorgang ausgeführt werden, und das Ergebnis des Lesevorgangs kann als ein Eingangsparameter für das Bestimmen von Bedingungen nachfolgender RÜCKSETZ-Prozesse verwendet werden. Das traditionelle Verfahren des Verschmälerns des Zellwerts nach einem SETZ-Vorgang kann entsprechend ausgeführt werden.
Wie vorstehend erwähnt wurde, kann die beschriebene herkömmliche Prozedur die Nachteile des Erhöhens der Gesamt-RÜCKSETZ(bzw. SETZ)-Vorgangszeit (beispielsweise verglichen mit einem Einzelpulsvorgang) und des Verringerns der Temperaturstabilität der Speicherzelle aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Verschiebungsbedingung für eine Programmierung einer Speicherzelle von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand unter Verwendung von Informationen, beispielsweise wenigstens eines physikalischen Parameters, beispielsweise eines Widerstandswerts, einer Spannung und/oder eines Stroms, der Speicherzelle im ersten Zustand bestimmt werden. Dadurch können optimierte Verschiebungsbedingungen (beispielsweise eine zuzuführende Energie) für einen Einzelpulsvorgang verwendet werden. Mit anderen Worten kann ein Einzelpuls für das Programmieren der Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand derart, dass die Speicherzelle im zweiten Zustand einen spezifischen vordefinierten Zellwert oder einen Zellwert in einem Zellwertbereich hat, der erheblich schmäler sein kann als ein Zellwertbereich, der im herkömmlichen Fall des Anwendens eines Standardprogrammierpulses auf eine Speicherzelle mit unbekannten Verschiebungsbedingungen erhalten wird, ausreichen.
Beispielsweise kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine Verschiebungsbedingung für einen SETZ(bzw. einen RÜCKSETZ)-Vorgang unter Verwendung einer Widerstandsinformation eines komplementären RÜCKSETZ(SETZ)-Zustands, wovon der SETZ-Vorgang ausgeht, bestimmt werden. Daher können optimierte Verschiebungsbedingungen für einen Einzelpulsvorgang verwendet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein einstellender zweiter (dritter usw.) Puls nach einer Einzelpulsprogrammierung der resistiven Speicherzelle von einem ersten Zustand auf einen spezifischen Zielzellwert oder bis innerhalb eines schmalen Zielzellwertbereichs innerhalb des zweiten Zustands nicht erforderlich sein.
Dies kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen zu einer Verschmälerung der Speicherzellwertverteilungen (beispielsweise Widerstandsverteilungen) führen, während Nachteile in Bezug auf mehrere Lese/RÜCKSETZ(bzw. Lese/SETZ)-Prozesse vermieden werden, die mit den traditionellen Algorithmen verbunden sein können, wie vorstehend beschrieben wurde.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist ein Verfahren zum Verschmälern von SETZ/RÜCKSETZ-Zellwertverteilungen (beispielsweise Widerstandsverteilungen) verglichen mit einem Einzelpulsvorgang mit festen Betriebsbedingungen vorgesehen, ohne dass es an den vorstehend beschriebenen Algorithmusnachteilen leidet.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die elektrische Eigenschaft von RRAM-Zellen verwendet werden, dass ein Ergebnis eines SETZ(oder RÜCKSETZ)-Vorgangs vom Widerstand eines komplementären RÜCKSETZ(oder SETZ)-Zustands, den der Vorgang als Ausgangspunkt verwendet hat, abhängen kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Gesamt-Setz/Rücksetz-Vorgangszeit verringert werden und kann die Retentionsstabilität verbessert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Leistungsfähigkeit und/oder die Verlässlichkeit einer Speichervorrichtung, die das Verfahren zum Programmieren der Speichervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen verwendet, erhöht werden.
2 zeigt einen Prozessfluss 200 für ein Verfahren zum Programmieren einer resistiven Speicherzelle gemäß verschiedenen Ausführungsformen, und die 3A und 3B zeigen jeweilige Visualisierungen 300, 301 einer Programmierung einer resistiven Speicherzelle gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die resistive Speicherzelle wenigstens einen ersten und einen zweiten Zustand aufweisen, wobei der erste und der zweite Zustand komplementäre Zustände und damit mit anderen Worten unterschiedliche logische Bedingungen der Speicherzelle sein können. In einem Fall, in dem die Speicherzelle nur den ersten Zustand und den zweiten Zustand aufweist, können ihnen beispielsweise die logischen Bedingungen 0 bzw. 1 zugewiesen werden.
Beispielsweise kann der erste Zustand ein gewöhnlich als SETZ-Zustand bezeichneter Zustand in einer resistiven Direktzugriffsspeicher(RRAM)-Zelle sein, welcher ein Zellzustand mit einem verhältnismäßig geringen Widerstand und entsprechend einer verhältnismäßig niedrigen Spannung, falls ein Lesestrom angelegt wird, und/oder einem verhältnismäßig hohen Zellstrom, falls eine Lesespannung angelegt wird, sein kann, und kann der zweite Zustand ein gewöhnlich als RÜCKSETZ-Zustand in der RRAM-Zelle bezeichneter Zustand sein, der ein Zellzustand mit einem verhältnismäßig hohen Widerstand (beispielsweise verglichen mit dem SETZ-Zustand) und entsprechend einer verhältnismäßig hohen Spannung, falls ein Lesestrom angelegt wird, und/oder einem verhältnismäßig niedrigen Zellstrom, falls eine Lesespannung angelegt wird, sein kann. Bei einem anderen Beispiel kann der erste Zustand der RÜCKSETZ-Zustand sein und kann der zweite Zustand der SETZ-Zustand sein.
Hier können für ein besseres Verständnis SETZ- und RÜCKSETZ-Zustände zur Beschreibung des Verfahrens und der Speichervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen verwendet werden. Es ist zu verstehen, dass die Beschreibungen mutatis mutandis für andere Typen von Speichervorrichtungen (beispielsweise andere als RRAM, beispielsweise CBRAM oder PCRAM) und ihre verschiedenen resistiven Zellzustände gelten können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können der wenigstens eine erste Zustand und der wenigstens eine zweite Zustand bedeuten, dass die Speicherzelle mehr als zwei Zellzustände, beispielsweise drei, vier, fünf oder mehr Zellzustände, aufweisen kann. Eine solche Speicherzelle kann auch als Mehrniveauzelle bezeichnet werden. Bei der Mehrniveauzelle kann jeder der Zellzustände als ein komplementärer Zustand zu jedem der anderen Zellzustände angesehen werden. Demgemäß kann der erste Zustand ein beliebiger der mehreren Zellzustände sein und kann der zweite Zustand ein beliebiger anderer der mehreren Zellzustände sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist ein Verfahren zur Programmierung der resistiven Speicherzelle vorgesehen.
Beim Verfahren kann wenigstens ein physikalischer Parameterwert (hier auch als Zellwert bezeichnet, der von einem logischen Zellwert unterschieden werden kann, der einer Speicherzelle mit einem bestimmten physikalischen Parameterwert zugewiesen sein kann) der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand bestimmt werden (bei 210). Der physikalische Parameterwert kann als ein Analogwert oder als ein Wert aus mehreren Digitalwerten bestimmt werden. Dies bedeutet, dass wenigstens ein absoluter analoger oder digitaler Zellwert (von mehreren möglichen analogen oder digitalen Zellwerten) der Speicherzelle im ersten Zustand bestimmt werden kann, beispielsweise ein Widerstandswert. Dagegen kann er beim bekannten Prozess nur bestimmt werden, falls sich der resistive Speicher im ersten Zustand befindet, oder nicht, beispielsweise falls der Widerstand größer oder kleiner ist als ein Schwellenwiderstandswert.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der wenigstens eine physikalische Parameterwert der resistiven Speicherzelle wenigstens einen von einem Widerstand, einer Spannung und einem Strom aufweisen. Beispielsweise kann der Widerstand durch Anlegen eines Referenzstroms und Bestimmen einer Spannung oder durch Anlegen einer Spannung und Messen eines sich ergebenden Stroms bestimmt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beim Bestimmen des physikalischen Parameterwerts, beispielsweise beim Bestimmen des wenigstens einen physikalischen Parameterwerts als analoger Zellwert, beispielsweise der analoge physikalische Parameterwert, beispielsweise ein Widerstandswert, des ersten Zustands extrahiert werden. Beim Extrahieren des Analogwerts kann beispielsweise ein Lesestrom der Speicherzelle im ersten Zustand an einem Kondensator integriert werden und kann eine sich ergebende Spannung des Kondensators als analoger physikalischer Parameterwert verwendet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Analogwert während eines Leseprozesses der Speicherzelle, unabhängig vom gegenwärtigen Zustand der Speicherzelle, bestimmt werden, und falls der Lesevorgang zeigt, dass die Speicherzelle bereits im zweiten Zustand ist, können weitere Vorgänge fortgelassen werden, so dass beispielsweise kein weiterer Vorgang, beispielsweise kein Schreibvorgang, ausgeführt werden kann. Mit anderen Worten kann die resistive Speicherzelle im zweiten Zustand verbleiben, falls festgestellt wird, dass sich die resistive Speicherzelle im zweiten Zustand befindet.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beim Verfahren ferner auf der Grundlage des bestimmten wenigstens einen physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand eine Programmierenergie bestimmt werden, die bereitzustellen ist, um die resistive Speicherzelle vom ersten Zustand in den zweiten Zustand zu programmieren (bei 220).
Falls der physikalische Parameterwert als der Analogwert bestimmt wurde, beispielsweise wie vorstehend beschrieben, bedeutet dies, dass der Analogwert für das Berechnen der Programmierenergie verwendet werden kann, die erforderlich sein kann, um die Speicherzelle vom ersten Zustand, in dem die Speicherzelle den vorgegebenen Zellwert aufweist, zu einem spezifischen vorgegebenen Zellwert, der in einem Bereich dem zweiten Zustand zugewiesener Zellwerte liegen kann, zu überführen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beim Bestimmen der Programmierenergie, die bereitzustellen ist, um die resistive Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zu programmieren, die Programmierenergie auf der Grundlage des bestimmten wenigstens einen physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand und einer vorgegebenen Beziehung zwischen dem wenigstens einen physikalischen Parameterwert der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand und der Programmierenergie, die bereitzustellen ist, um die resistive Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zu programmieren, berechnet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beim Bestimmen der Programmierenergie, die bereitzustellen ist, um die resistive Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zu programmieren, die Programmierenergie auf der Grundlage des bestimmten wenigstens einen physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand, des zu erhaltenden physikalischen Parameterwerts des zweiten Zustands und der vorgegebenen Beziehung berechnet werden. Die Programmierenergie kann beispielsweise auf diese Art in einem Fall bestimmt werden, in dem die Programmierenergie nicht nur von der Energiedifferenz zwischen dem Zellwert des ersten Zustands und dem Zellwert des zweiten Zustands, sondern auch vom Absolutwert des Zellwerts des ersten Zustands und/oder des Zellwerts des zweiten Zustands abhängt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beim Bestimmen der Programmierenergie, die bereitzustellen ist, um die resistive Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zu programmieren, die Programmierenergie auf der Grundlage einer Funktion der Differenz zwischen dem für die Speicherzelle im zweiten Zustand zu erhaltenden physikalischen Parameterwert und dem bestimmten physikalischen Parameterwert der Speicherzelle im ersten Zustand berechnet werden. Die Programmierenergie kann auf diese Weise beispielsweise in einem Fall bestimmt werden, in dem die Programmierenergie nur von der Energiedifferenz zwischen dem Zellwert des ersten Zustands und dem Zellwert des zweiten Zustands abhängt und unabhängig vom Absolutwert des Zellwerts des ersten Zustands bzw. vom Absolutwert des Zellwerts des zweiten Zustands ist.
Auf die vorstehende als Beispiel dienende Ausführungsform zurück verweisend, wobei die Spannung des Kondensators, der den Lesestrom der Speicherzelle integriert, als analoger Speicherzellwert der Speicherzelle im ersten Zustand verwendet wird, sei bemerkt, dass beim Bestimmen der Programmierenergie, die für das Programmieren der resistiven Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand bereitzustellen ist, die Spannung des Kondensators als Eingangsparameter verwendet werden kann. Hier kann die Spannung des Kondensators den physikalischen Parameterwert der Speicherzelle im ersten Zustand für die Bestimmung der Programmierbedingungen (beispielsweise Setz/Rücksetz-Vorgangsbedingungen) repräsentieren. Die Bestimmung der Programmierbedingungen kann beispielsweise das Berechnen (beispielsweise auf der Grundlage der vorgegebenen Beziehung) der Programmierenergie zum Programmieren der Speicherzelle in den zweiten Zustand aufweisen, so dass sie den vorgegebenen Zellwert im zweiten Zustand annehmen kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die vorgegebene Beziehung beispielsweise unter Verwendung von Ergebnissen von Experimenten, beispielsweise der in 1A und 1B dargestellten Experimente, unter Verwendung einer Vielzahl physikalischer Parameterwerte der Speicherzelle im ersten Zustand und variabler Programmierbedingungen (beispielsweise SETZ- oder RÜCKSETZ-Bitleitungsspannungen und -Wortleitungsspannungen) bereitgestellt werden, wobei die physikalischen Parameterwerte der Speicherzelle vor und nach jeder der Programmierbedingungen gemessen werden können. Unter Verwendung der gemessenen Werte können Korrelationen zwischen Zellwerten des ersten Zustands und des zweiten Zustands in Bezug auf die Programmierbedingungen aufgestellt werden. Unter Verwendung der vorgegebenen Beziehung kann, wie vorstehend beschrieben wurde, gemäß verschiedenen Ausführungsformen die Energiedifferenz bestimmt werden, die bei einem gegebenen spezifischen Wert der Speicherzelle im ersten Zustand erforderlich sein kann, um einen spezifischen vordefinierten Zellwert der Speicherzelle im zweiten Zustand zu erreichen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beim Verfahren ferner ein Programmierpuls angewendet werden, der die bestimmte Programmierenergie zuführt, wodurch die resistive Speicherzelle in den zweiten Zustand programmiert wird (bei 230). Im zweiten Zustand kann die Speicherzelle den vorgegebenen Zellwert aufweisen. Demgemäß kann die Speicherzelle gemäß verschiedenen Ausführungsformen unter Verwendung nur eines einzigen Pulses in den zweiten Zustand programmierbar sein, in dem sie den vorgegebenen Zellwert aufweist. Durch Einsparen eines oder mehrerer Schreibprozesse kann die Lebensdauer der Speicherzelle verlängert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beim Anwenden des Progammierpulses, der die vorgegebene Programmierenergie zuführt, eine Spannungsdifferenz (als eine Differenz zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung) an die resistive Speicherzelle angelegt werden, beispielsweise an zwei Elektroden der resistiven Speicherzelle (beispielsweise die erste Spannung an die erste Elektrode und die zweite Spannung an die zweite Elektrode). Die Spannungsdifferenz kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen an die resistive Speicherzelle angelegt werden, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, beispielsweise unter Verwendung einer Source-Leitung zum Zuführen der ersten Spannung zur ersten Elektrode, wobei ein Transistor, der durch eine Wortleitungsspannung geschaltet wird, als ein Schalter zwischen der Source-Leitung und der ersten Elektrode dienen kann, und unter Verwendung einer Bitleitung zum Zuführen der zweiten Spannung zur zweiten Elektrode. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Elektrode (die beispielsweise mit der Source-Leitung verbunden ist) an Masse gelegt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Spannung abhängig von einem zu erreichenden Zellzustand und einer Konfiguration der resistiven Speicherzelle eine positive oder negative Spannung sein. Beispielsweise kann eine erste Polarität der zweiten Spannung zum Programmieren der Speicherzelle in den ersten Zustand verwendet werden und kann eine entgegengesetzte zweite Polarität der zweiten Spannung zum Programmieren der Speicherzelle in den zweiten Zustand verwendet werden. Es ist zu verstehen, dass die an Masse gelegte erste Elektrode (die mit anderen Worten eine erste Spannung von null Volt aufweist) und die zweite Elektrode, die entweder negativ oder positiv ist, nur als ein erläuterndes Beispiel dienen können. Allgemeiner kann gemäß verschiedenen Ausführungsfonnen die erste Spannung positiver als die zweite Spannung sein, um die Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zu programmieren, und kann die erste Spannung negativer als die zweite Spannung sein, um die Speicherzelle aus dem zweiten Zustand in den ersten Zustand zu programmieren.
Eine Visualisierung des vorstehend in Zusammenhang mit 2 beschriebenen Prozesses ist in 3A für den als ein Analogwert bereitgestellten physikalischen Parameterwert der resistiven Speichervorrichtung im ersten Zustand dargestellt.
Wie in 3A dargestellt ist, kann jedes der Kreuze, die den mit A bis F bezeichneten Zellzuständen entsprechen, einer als Beispiel dienenden resistiven Speicherzelle im ersten Zustand entsprechen, wobei die Speicherzelle im Zellzustand A einen physikalischen Parameterwert (Zellwert) von ,_A aufweisen kann, die Speicherzelle im Zellzustand B einen physikalischen Parameterwert (Zellwert) von P1_B aufweisen kann usw. Eine mit Pdiv bezeichnete horizontale Linie kann einen als Beispiel dienenden Wert repräsentieren, welcher den ersten Zustand vom zweiten Zustand unterscheidet, und das mit T bezeichnete Kreuz kann eine resistive Speicherzelle im zweiten Zustand (auch als Zielzustand bezeichnet) angeben, worin sie einen physikalischen Parameterwert P2 aufweisen kann.
Die Zellzustände A bis F können sechs verschiedene Anfangszustände für die Anwendung des Verfahrens zum Programmieren der resistiven Speicherzelle gemäß verschiedenen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen repräsentieren. Ein Ziel der Anwendung des Verfahrens kann darin bestehen, die resistive Speicherzelle derart in den zweiten Zustand zu programmieren, dass sie den definierten physikalischen Parameterwert P2 aufweist, unabhängig davon, ob der physikalische Parameterwert im ersten Anfangszustand P1_A, P1_B usw. (oder ein anderer physikalischer Parameterwert im ersten Zustand) ist. Die Programmierung vom ersten Zustand zum zweiten Zustand ist durch einen Pfeil 330 visualisiert.
Zu diesem Zweck kann der physikalische Parameterwert für die Speicherzelle im ersten Zustand beispielsweise unter Verwendung eines Leseprozesses, beispielsweise wie vorstehend zum Bestimmen eines analogen physikalischen Parameterwerts beschrieben, bestimmt werden. Der sich ergebende physikalische Parameterwert für die Speicherzelle im ersten Zustand kann beispielsweise einer von P1_A bis P1_F oder ein anderer physikalischer Parameterwert des ersten Zustands sein.
In einem Fall, in dem die resistive Speicherzelle nicht im ersten Zustand ist, sondern im zweiten Zustand, so dass der vorgegebene physikalische Parameterwert größer als Pdiv ist, kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen kein weiterer Prozess angewendet werden, so dass dieser Fall nicht explizit beschrieben wird und die sich im ersten Zustand befindende resistive Speicherzelle als Ausgangspunkt des Prozesses angesehen wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die resistive Speicherzelle in einem Fall, in dem die Speicherzelle nicht im ersten Zustand ist, in den ersten Zustand programmiert werden, bevor der wenigstens eine physikalische Parameterwert bestimmt wird. Mit anderen Worten kann beim Verfahren zum Programmieren der resistiven Speicherzelle ferner die resistive Speicherzelle in den ersten Zustand programmiert werden, bevor der wenigstens eine physikalische Parameterwert der Speicherzelle im ersten Zustand bestimmt wird. Dies kann beispielsweise in einem Fall verwendet werden, in dem sich die Speicherzelle im zweiten Zustand befindet und einen von P2 verschiedenen physikalischen Parameterwert aufweist und es beispielsweise erwünscht ist, eine schmale Verteilung physikalischer Parameterwerte für mehrere Speicherzellen in einer Speichervorrichtung im zweiten Zustand zu erhalten, wobei die Speicherzellen im zweiten Zustand zusätzlich eine gute Retention aufweisen können.
Zur Vereinfachung der Beschreibung des weiteren Prozesses wird angenommen, dass der bestimmte physikalische Parameterwert der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand P1_B ist.
Beim Bestimmen der Programmierenergie, die bereitzustellen ist, um die resistive Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zu programmieren, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie beispielsweise vorstehend beschrieben wurde, kann die Programmierenergie auf der Grundlage des für die Speicherzelle im zweiten Zustand zu erhaltenden physikalischen Parameterwerts und des bestimmten physikalischen Parameterwerts der Speicherzelle im ersten Zustand berechnet werden. Dies ist schematisch durch jeweilige Pfeile angegeben, welche die Parameterwerte der resistiven Speicherzelle im ersten und im zweiten Zustand verbinden, welche mit den jeweiligen Programmierenergien bezeichnet sind (und Parameter, von denen die jeweilige Programmierenergie abhängt).
Beispielsweise kann für die resistive Speicherzelle im ersten Zustand, für die bestimmt wurde, dass sie den physikalischen Parameterwert P1_B aufweist, die Programmierenergie, die für das Programmieren der resistiven Speicherzelle vom ersten Zustand in den zweiten Zustand bereitzustellen ist, vom physikalischen Parameterwert P2, der für die Speicherzelle im zweiten Zustand zu erhalten ist, und vom physikalischen Parameterwert P1_B der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand abhängen, so dass mit anderen Worten E = f(P1_B, P2) oder allgemeiner E = f(P1, P2) gilt.
Wie in 3A durch veränderliche Längen der Pfeile symbolisch angegeben ist, kann die Programmierenergie abhängig vom physikalischen Parameterwert P1 für denselben zu erhaltenden Wert P2 variieren.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der physikalische Parameterwert P2 für eine erste Untermenge resistiver Speicherzellen mehrerer Speicherzellen in einer Speichervorrichtung, von denen angenommen wird, dass sie in dieselbe zweite logische Bedingung zu programmieren sind, gleich sein und kann der physikalische Parameterwert P2 für eine zweite Untermenge resistiver Speicherzellen der mehreren Speicherzellen in der Speichervorrichtung, von denen angenommen wird, dass sie in eine andere (jedoch innerhalb der Untermenge identische) zweite logische Bedingung zu programmieren sind, ein davon verschiedener fester Wert sein. Mit anderen Worten kann es nicht notwendig sein, dass der physikalische Parameterwert P2 der zweiten logischen Bedingung für alle resistiven Speicherzellen eines resistiven Speicherzellenfelds gleich ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei beispielsweise die resistive Speicherzelle eine resistive Mehrniveau-Speicherzelle ist, kann wenigstens eine weitere logische Bedingung, die wenigstens einem weiteren physikalischen Parameterwert P2 entspricht, existieren, welche wenigstens einem verschiedenen festen Wert für wenigstens eine weitere Untermenge resistiver Speicherzellen der mehreren Speicherzellen in der Speichervorrichtung, von denen angenommen wird, dass sie in die wenigstens eine verschiedene (jedoch innerhalb der Untermenge identische) weitere logische Bedingung zu programmieren sind, entsprechen kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann es am wirksamsten sein, den Programmierpuls auf die resistive Speicherzelle anzuwenden, während sie im ersten Zustand mit dem vorgegebenen Parameterwert (beispielsweise P1_B) ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jedoch ein Vorpuls (auch als Nicht-Programmierpuls bezeichnet), der eine Programmierenergie bereitstellt, die erheblich niedriger ist als die Energie des Programmierpulses, wobei beispielsweise 5 % oder weniger, beispielsweise weniger als 1 % der Programmierenergie des Programmierpulses angewendet werden, der resistiven Speicherzelle bereitgestellt werden, bevor der Programmierpuls angewendet wird, der die bestimmte Programmierenergie bereitstellt. Zwischen dem Vorpuls und dem Programmierpuls kann kein Lesevorgang ausgeführt werden. Die Energie des Vorpulses kann niedrig genug sein, damit die resistive Speicherzelle im ersten Zustand bleibt (auch wenn sich der physikalische Parameterwert leicht ändern kann), und diese Ziele des Verfahrens können nicht beeinträchtigt werden. Beispielsweise kann die Verbreiterung physikalischer Parameterwerte der resistiven Speicherzelle im zweiten Zustand schmal bleiben, beispielsweise innerhalb von Messungenauigkeiten, und kann die Retention im Wesentlichen nicht schlechter sein als gemäß den verschiedenen Ausführungsformen ohne Anwenden des Vorpulses.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der erste Zustand ein SETZ-Zustand sein und kann der zweite Zustand ein RÜCKSETZ-Zustand sein oder kann der erste Zustand ein RÜCKSETZ-Zustand sein und kann der zweite Zustand ein SETZ-Zustand sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beim Bestimmen des physikalischen Parameterwerts, beispielsweise beim Bestimmen des physikalischen Parameterwerts als digitaler Zellwert, ein erster Lesevorgang der Speicherzelle im ersten Zustand unter Verwendung eines Standard-Hartleseniveaus, mit anderen Worten eines Niveaus, wie es beim herkömmlichen Verfahren zum Unterscheiden zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand verwendet wird, ausgeführt werden. Dem Bestimmen des physikalischen Parameterwerts können, falls bestimmt wird, dass die Speicherzelle im ersten Zustand ist, weitere Auslesungen mit verschiedenen Hartleseniveaus zum Bestimmen des physikalischen Parameterwerts der Speicherzelle im ersten Zustand, d.h. zum genaueren Bestimmen des physikalischen Parameterwerts, beispielsweise des Widerstands, folgen.
Mit anderen Worten kann der Zellwert innerhalb des ersten Zustands der Speicherzelle als ein digitalisierter (gebinnter) Wert bereitgestellt werden. Die Digitalisierung (Binnung) der Zellwerte kann erreicht werden, indem der Zellwert als bei oder zwischen zwei von mehreren Hartleseniveaus liegend bestimmt wird, beispielsweise durch Ausführen mehrerer Lesevorgänge mit sich kontinuierlich ändernden Hartleseniveaus. Es kann erforderlich sein, einen ausreichend großen Bereich von Hartleseniveaus abzutasten, um eine Änderung in einer Beziehung zwischen dem Hartleseniveau und dem gemessenen Zellwert zu registrieren, beispielsweise eine Änderung vom gemessenen Zellwert, der höher als das Hartleseniveau ist, zum gemessenen Zellwert, der niedriger als das Hartleseniveau ist, zu registrieren oder umgekehrt. Bei einem als Beispiel dienenden Fall kann das Standard-Hartleseniveau höher als der Zellwert sein (beispielsweise kann das Standard-Hartleseniveau einem höheren Zellstrom als der gegenwärtig gemessene Zellwert entsprechen. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn sich die Speicherzelle im RÜCKSETZ-Zustand befindet und das Standard-Hartleseniveau in etwa halbwegs zwischen typischen Zellströmen für die RÜCKSETZ- bzw. SETZ-Zellzustände liegt). An einem Punkt während eines Lesevorgangs kann das Hartleseniveau noch höher sein als der Zellwert, und während des anschließenden Lesevorgangs kann das Hartleseniveau kleiner oder gleich dem Zellwert sein. Daraus kann gefolgert werden, dass der Zellwert einem Wert entspricht, der höher ist als das niedrigste (oder passende) Hartleseniveau. Es sei bemerkt, dass diese Prozedur lediglich als Beispiel dient. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Hartleseniveaus in einer beliebigen Sequenz abgetastet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Genauigkeit, bis zu der der physikalische Parameterwert bestimmt wird, durch die Anzahl der Hartleseniveaus definiert werden, worin der Bereich physikalischer Parameterwerte, welche die Speicherzelle im ersten Zustand belegen kann, unterteilt werden kann (auch als gebinnt bezeichnet, wobei die entsprechenden Unterteilungsabschnitte als Bins bezeichnet werden können).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen gilt das, was vorstehend in Zusammenhang mit dem Bestimmen des analogen physikalischen Parameterwerts in Bezug auf den Fall des Lesevorgangs, der zeigt, dass sich die Speicherzelle bereits im Zielzustand, beispielsweise im zweiten Zustand, befindet, beschrieben wurde, auch hier. Demgemäß können weitere Vorgänge fortgelassen werden, und die Speicherzelle kann einfach im zweiten Zustand bleiben. Alternativ kann die resistive Speicherzelle, von der festgestellt wurde, dass sie bereits im zweiten Zustand ist, in den ersten Zustand programmiert werden, bevor der physikalische Parameterwert der Speicherzelle im ersten Zustand bestimmt wird, woraufhin die Programmierung der Speicherzelle in den zweiten Zustand erfolgt, wodurch die hier an anderer Stelle beschriebenen Vorteile bereitgestellt werden können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Ergebnis dieser Hartlesevorgänge als ein Eingangsparameter zum Berechnen von Verschiebungsbedingungen eines nachfolgenden Programmiervorgangs (beispielsweise eines SETZ- oder eines RÜCKSETZ-Vorgangs für die Speicherzelle im RÜCKSETZ- oder im SETZ-Zustand) verwendet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Bestimmung der Programmierenergie, die für das Programmieren der resistiven Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand bereitzustellen ist (auf der Grundlage des bestimmten wenigstens einen physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand), im Wesentlichen wie vorstehend für den Fall, dass der bestimmte wenigstens eine physikalische Parameterwert ein Analogwert ist, beschrieben ausgeführt werden, abgesehen davon, dass an Stelle des Analogwerts ein Digitalwert verwendet wird, wie beispielsweise nachstehend beschrieben definiert wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein beliebiger geeigneter gemeinsamer Wertetyp, der den Digitalwert repräsentiert, als eine Repräsentation des gebinnten physikalischen Parameterwerts verwendet werden. Beispielsweise kann ein arithmetischer Durchschnittswert zwischen einem höheren Hartleseniveau und einem nachfolgenden niedrigeren Hartleseniveau als der repräsentative Digitalwert für das Bin ausgewählt werden, das die physikalischen Parameterwerte enthält, die in einem Wertebereich zwischen den Hartleseniveaus und einem der Hartleseniveaus enthalten sind. Alternativ kann das höhere Hartleseniveau oder das niedrigere Hartleseniveau oder ein anderer geeignet definierter physikalischer Parameterwert zwischen dem höheren und dem niedrigeren Hartleseniveau zur Repräsentation des beschriebenen Wertebereichs ausgewählt werden. Der repräsentative Digitalwert kann in der gleichen Weise für alle Bins definiert werden.
Unter Verwendung des repräsentativen Digitalwerts für das Bin, für das festgestellt wurde, dass der physikalische Parameterwert der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand darin liegt, als physikalischer Parameterwert der Speicherzelle im ersten Zustand kann die Bestimmung der Programmierenergie gemäß verschiedenen Ausführungsformen wie vorstehend beschrieben ausgeführt werden. Beispielsweise kann die vorgegebene Beziehung zwischen dem physikalischen Datenwert der Speicherzelle im ersten Zustand und dem physikalischen Parameterwert, der für die resistive Speicherzelle im zweiten Zustand zu erhalten ist, angewendet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann bei der Bestimmung der Programmierenergie, die zum Programmieren der resistiven Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand bereitzustellen ist, die Programmierenergie bestimmt werden. Die Programmierenergie kann auf dem wenigstens einen (beispielsweise digitalen) physikalischen Parameterwert der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand und einer vorgegebenen Assoziation zwischen dem wenigstens einen physikalischen Parameterwert der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand und der Programmierenergie, die für das Programmieren der resistiven Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand bereitzustellen ist, beruhen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Assoziation zwischen dem (beispielsweise digitalen) physikalischen Parameterwert der Speicherzelle im ersten Zustand und dem physikalischen Parameterwert der Speicherzelle im zweiten Zustand als eine Tabelle bereitgestellt werden. In der Tabelle kann jede Kombination des (digitalen) physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand und des physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle im zweiten Zustand mit einer Programmierenergie assoziiert werden. Unter Verwendung der Tabelle kann die assoziierte Programmierenergie anhand des bestimmten (beispielsweise digitalen) physikalischen Parameterwerts der Speicherzelle im ersten Zustand und des vordefinierten physikalischen Parameterwerts der Speicherzelle im zweiten Zustand, der zu erhalten ist, abgeleitet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Tabelle beispielsweise auf der Grundlage von Experimenten, beispielsweise wie vorstehend beschrieben, vorgegeben werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Anwenden eines Programmierpulses, der die bestimmte Programmierenergie zuführt, um dadurch die resistive Speicherzelle in den zweiten Zustand zu programmieren, wie vorstehend für den Fall des als Analogwert bereitgestellten physikalischen Parameterwerts beschrieben ausgeführt werden. Ein Wertebereich, innerhalb dessen die resistive Speicherzelle in den zweiten Zustand programmiert werden kann, kann anhand eines Minimums und eines Maximums eines physikalischen Parameterwerts eines der digitalen Bins im ersten Zustand definiert werden: Durch Anwenden des Programmierpulses mit der bestimmten Programmierenergie sowohl auf den minimalen als auch den maximalen physikalischen Parameterwert kann der Wertebereich im zweiten Zustand definiert werden. Der Wertebereich im zweiten Zustand kann als ein digitales Bin betrachtet werden, und ein entsprechender Bin-Wert (beispielsweise in Bezug auf die Bins im ersten Zustand ein arithmetischer Durchschnittswert, beispielsweise ein Zentralwert, ein Maximalwert oder ein Minimalwert usw.) kann als ein digitaler physikalischer Parameterwert der resistiven Speicherzelle im zweiten Zustand betrachtet werden.
Demgemäß kann verglichen mit dem Stand der Technik (der als nur ein einziges Bin im ersten Zustand aufweisend visualisiert werden kann) die Verbreiterung der physikalischen Parameterwerte der resistiven Speicherzelle im zweiten Zustand um einen Faktor, welcher der Anzahl der Bins entspricht, verringert werden.
Eine Visualisierung des vorstehend in Zusammenhang mit 2 beschriebenen Prozesses ist in 3B für den physikalischen Parameterwert der resistiven Speichervorrichtung im ersten Zustand, der als ein Digitalwert bereitgestellt wird, gezeigt.
Die Kreuze in 3B, die mit A bis F bezeichneten Zellzuständen entsprechen, können mit jenen in 3A identisch sein. An Stelle des dem physikalischen Parameterwert exakt (abgesehen von Messungenauigkeiten) entsprechenden Analogwerts kann jedem der Zellzustände jedoch ein Digitalwert zugewiesen werden, der einem digitalen Bin B1, B2 usw. entspricht, worin der physikalische Parameterwert des Zellzustands liegt. Um eine zu starke Belegung der Markierungen zu vermeiden, sind in 3B nur zwei der Bins (B1, B5) bezeichnet.
In 3B ist der entsprechende Wert für ein digitales Bin B1, B2, ... als ein Durchschnittswert, beispielsweise ein Zentralwert, PB1, PB2, ... jedes entsprechenden Bins B1, B2, ... visualisiert.
Ebenso wie in 3A kann eine horizontale Linie einen als Beispiel dienenden Wert Pdiv zur Unterscheidung des ersten Zustands vom zweiten Zustand angeben und kann das mit T bezeichnete Kreuz eine resistive Speicherzelle im zweiten Zustand (auch als Zielzustand bezeichnet) angeben, worin sie einen physikalischen Parameterwert P2 aufweisen kann.
Die Zellzustände A bis F können sechs verschiedene Anfangszustände für die Anwendung des Verfahrens zum Programmieren der resistiven Speicherzelle gemäß verschiedenen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen repräsentieren. Ein Ziel des Anwendens des Verfahrens kann darin bestehen, die resistive Speicherzelle so in den zweiten Zustand zu programmieren, dass sie sich viel weniger als beim Verfahren aus dem Stand der Technik vom definierten physikalischen Parameterwert P2 unterscheidet, wobei beim Verfahren aus dem Stand der Technik unabhängig vom Zellzustand A bis F, in dem sich die resistive Speicherzelle befindet, eine feste Programmierenergie bereitgestellt werden würde.
Zu diesem Zweck kann der physikalische Parameterwert für die Speicherzelle im ersten Zustand beispielsweise unter Verwendung eines Leseprozesses, beispielsweise wie vorstehend zum Bestimmen des digitalen physikalischen Parameterwerts beschrieben, bestimmt werden. Der sich ergebende physikalische Parameterwert für die Speicherzelle im ersten Zustand kann beispielsweise ein beliebiger von PB1 bis PB12 sein (natürlich kann eine beliebige Anzahl von zwei oder mehr Bins für das Unterteilen des Bereichs physikalischer Parameterwerte, welche die resistive Speicherzelle im ersten Zustand belegen kann, verwendet werden).
Zur Vereinfachung der Beschreibung des weiteren Prozesses wird angenommen, dass der bestimmte (digitale) physikalische Parameterwert der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand für die resistive Speicherzelle, die sich im in 3B mit B bezeichneten Zellzustand befindet, PB3 ist, welcher sich im Bin B3 befindet.
Beim Bestimmen der Programmierenergie, die bereitzustellen ist, um die resistive Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zu programmieren, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie beispielsweise vorstehend beschrieben wurde, kann die Programmierenergie auf der Grundlage des für die Speicherzelle im zweiten Zustand zu erhaltenden physikalischen Parameterwerts und des bestimmten physikalischen Parameterwerts der Speicherzelle im ersten Zustand berechnet werden. Dies ist schematisch durch jeweilige Pfeile angegeben, welche die Parameterwerte der resistiven Speicherzelle im ersten und im zweiten Zustand verbinden, welche mit den jeweiligen Programmierenergien bezeichnet sind (und Parameter, von denen die jeweilige Programmierenergie abhängt).
Beispielsweise kann für die resistive Speicherzelle im ersten Zustand, für die bestimmt wurde, dass sie den physikalischen Parameterwert PB3 aufweist, die Programmierenergie, die für das Programmieren der resistiven Speicherzelle vom ersten Zustand in den zweiten Zustand bereitzustellen ist, vom physikalischen Parameterwert P2, der für die Speicherzelle im zweiten Zustand zu erhalten ist, und vom physikalischen Parameterwert PB3 der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand abhängen, so dass mit anderen Worten E = f(PB3, P2) oder allgemeiner E = f(PB, P2) gilt.
Beim Bestimmen der Programmierenergie, die zum Programmieren der resistiven Speicherzelle vom ersten Zustand in den zweiten Zustand gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie beispielsweise vorstehend beschrieben wurde, bereitzustellen ist, kann eine assoziierte Programmierenergie auf der Grundlage des physikalischen Parameterwerts der Speicherzelle im ersten Zustand und des für die Speicherzelle im zweiten Zustand zu erhaltenden physikalischen Parameterwerts P2 bestimmt werden.

Beispielsweise kann anhand einer vorgegebenen Tabelle, beispielsweise in der Art der folgenden:

	...	P2-x	P2	P2+x	...
PB1	...	E(PB1, P2-x)	E(PB1, P2)	E(PB1, P2+x)	...
PB2	...	E(PB2, P2-x)	E(PB2, P2)	E(PB2, P2+x)	...
PB3	...	E(PB3, P2-x)	E(PB3, P2)	E(PB3, P2+x)	...
...	...	...	...	...	...

E(PB2, P2) als die Programmierenergie bestimmt werden, die zum Programmieren der resistiven Speicherzelle aus dem ersten Zustand (mit dem digitalen physikalischen Parameterwert PB2) in den zweiten Zustand (mit dem physikalischen Parameterwert P2) bereitzustellen ist.

Wie in 3B symbolisch durch veränderliche Längen der Pfeile angegeben ist, kann die Programmierenergie abhängig vom physikalischen Parameterwert PB (beispielsweise PB1, PB3 usw.) für denselben zu erhaltenden Wert P2 variieren. Infolge einer Differenz zwischen dem physikalischen Parameterwert, der dem Bin (beispielsweise dem Durchschnittswert) entspricht, und dem „realen“ analogen physikalischen Parameterwert, der dem Zellzustand nach der Programmierung in den zweiten Zustand entsprechen würde, kann der physikalische Parameterwert der Speicherzelle im zweiten Zustand etwas vom Wert P2 abweichen. Eine maximale Differenz kann durch die Bin-Größe bestimmt werden, die für das Bestimmen des physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand verwendet wird. Dies ist durch das Kästchen um die Zellwerte TA bis TF in 3B visuell angegeben.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die vorstehende Beschreibung in Zusammenhang mit 3A in Bezug auf Untermengen resistiver Speicherzellen von mehreren Speicherzellen in einer Speichervorrichtung mit unterschiedlichen physikalischen Parameterwerten P2 und/oder in Bezug auf resistive Mehrniveau-Speicherzellen auch hier gelten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Programmierenergie nur von der Differenz zwischen dem physikalischen Parameterwert P2 der resistiven Speicherzelle im zweiten Zustand und dem physikalischen Parameterwert (beispielsweise PB3) der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand abhängen. In diesem Fall kann die vorstehend gezeigte zweidimensionale Tabelle auf eine eindimensionale Tabelle reduziert werden, welche die Programmierenergie verschiedener Differenzen zwischen dem physikalischen Parameterwert P2 der resistiven Speicherzelle im zweiten Zustand und dem physikalischen Parameterwert bereitstellt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Anwenden des die bestimmte Programmierenergie bereitstellenden Programmierpulses wie vorstehend beschrieben ausgeführt werden, beispielsweise durch Bereitstellen einer Spannungsdifferenz zwischen einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung für die erste Elektrode bzw. die zweite Elektrode der resistiven Speichervorrichtung. Dadurch kann die resistive Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand programmiert werden (in 3B durch einen Pfeil 330 beispielsweise der resistiven Speicherzelle mit dem physikalischen Parameterwert PB3 im ersten Zustand visualisiert), so dass sie den vordefinierten Parameterwert P2 oder einen in dessen Nähe liegenden Wert aufweist, wie vorstehend beschrieben wurde.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann es am wirksamsten sein, den Programmierpuls auf die resistive Speicherzelle anzuwenden, während sie sich im ersten Zustand mit dem zugewiesenen bestimmten digitalen Parameterwert (beispielsweise PB3) befindet. Allerdings kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen ein Vorpuls angewendet werden, wie vorstehend in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurde, bei dem der analoge physikalische Parameterwert verwendet wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der erste Zustand ein SETZ-Zustand sein und kann der zweite Zustand ein RÜCKSETZ-Zustand sein oder kann der erste Zustand ein RÜCKSETZ-Zustand sein und kann der zweite Zustand ein SETZ-Zustand sein.
4 zeigt eine schematische Repräsentation einer Speichervorrichtung 400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die resistive Speichervorrichtung 400 mehrere resistive Speicherzellen 402 (nur zwei Speicherzellen 402 sind als Beispiele dargestellt) aufweisen, wobei jede Speicherzelle 402 wenigstens einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand aufweisen kann. Der erste Zustand und der zweite Zustand können zueinander komplementär sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die resistive Speichervorrichtung 400 dafür ausgelegt sein, das Verfahren zum Programmieren einer resistiven Speicherzelle gemäß verschiedenen Ausführungsformen auszuführen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die resistive Speichervorrichtung 400 einen Prozessor 404 aufweisen. Der Prozessor 404 kann beispielsweise unter Verwendung eines Softwareprogramms dafür ausgelegt werden, das vorstehend beschriebene Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen auszuführen. Während der Ausführung des Verfahrens kann der Prozessor 404 mit anderen Elementen der resistiven Speichervorrichtung 400 interagieren.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Prozessor 404 dafür ausgelegt sein, auf der Grundlage des bestimmten wenigstens einen physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle 402 im ersten Zustand die Programmierenergie zu bestimmen, die bereitzustellen ist, um die resistive Speicherzelle 402 aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zu programmieren.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die resistive Speichervorrichtung 400 ferner eine Leseeinheit 406 zum Bestimmen des wenigstens einen physikalischen Parameterwerts der mehreren resistiven Speicherzellen 402 im ersten Zustand aufweisen, wie beispielsweise vorstehend in Zusammenhang mit 2 und 3A und/oder 3B beschrieben wurde.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Leseeinheit 406 einen Leseverstärker aufweisen. Der Leseverstärker kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen, beispielsweise in einem Fall, in dem der digitale physikalische Parameterwert verwendet wird, ein Leseverstärker sein, wie er typischerweise in einer resistiven Speichervorrichtung verwendet wird, wobei der Leseverstärker dafür ausgelegt sein kann, einen Referenzwert einzustellen, wie vorstehend in Zusammenhang mit 2 bzw. 3B beschrieben wurde (wobei die Einstellung des Referenzwerts als eine stufenweise Verringerung eines Hartleseniveaus beschrieben wird).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Leseeinheit dafür ausgelegt sein, einen analogen physikalischen Parameterwert bereitzustellen. Beispielsweise kann die Leseeinheit einen Kondensator zum Integrieren (in einem „akkumulierenden“ Sinne des Worts) eines vorstehend in Zusammenhang mit 2 bzw. 3A beschriebenen Lesestroms aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die resistive Speichervorrichtung 400 ferner eine Stromversorgung 408 aufweisen, um die bestimmte Programmierenergie den mehreren Speicherzellen 402 bereitzustellen, wie beispielsweise vorstehend in Zusammenhang mit 2 und 3A und/oder 3B beschrieben wurde. Die Stromversorgung 408 kann beispielsweise dafür ausgelegt sein, einer ersten Elektrode jeder der Speicherzellen 402 eine erste Spannung bereitzustellen und einer zweiten Elektrode jeder der Speicherzellen 402 eine zweite Spannung bereitzustellen, wobei beispielsweise wie auf dem Fachgebiet bekannt jeder der mehreren Speicherzellen 102 individuell die erste Spannung und die zweite Spannung zugeführt werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können sich die erste Spannung und die zweite Spannung für wenigstens zwei der mehreren Speicherzellen 402 unterscheiden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können der Prozessor 404, die Leseeinheit 406, die Stromversorgung 408 und jede Speicherzelle 402 von den mehreren Speicherzellen 402 jeweils elektrisch leitend miteinander verbunden sein, wie beispielsweise in 4 dargestellt ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind die Begriffe „erster Zustand“ und „zweiter Zustand“ als eine Zeitsequenz definierend zu verstehen, wobei sich jede der resistiven Speicherzellen 402 zuerst im ersten Zustand befindet und dann in den zweiten Zustand programmiert wird. Dies bedeutet, dass für verschiedene Teile der mehreren Speicherzellen 402 absolute physikalische Parameterwerte, die dem ersten Zustand bzw. dem zweiten Zustand entsprechen, abweichen können.
Beispielsweise kann, wie vorstehend beschrieben wurde, für einen ersten Teil der mehreren Speicherzellen 402 der erste Zustand einem SETZ-Zustand entsprechen und der zweite Zustand einem RÜCKSETZ-Zustand entsprechen, und kann für einen zweiten Teil der mehreren Speicherzellen 402 der erste Zustand einem RÜCKSETZ-Zustand entsprechen und der zweite Zustand einem SETZ-Zustand entsprechen. Dies kann mutatis mutandis auch auf einen oder mehrere weitere Teile der mehreren Speicherzellen 402 angewendet werden, falls die mehreren Speicherzellen 402 der Speichervorrichtung 400 Mehrniveau-Speicherzellen 402 sind, wie vorstehend beschrieben wurde. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können bei der Mehrniveau-Speicherzelle 402 der erste Zustand, der zweite Zustand und die weiteren Zustände jeweils komplementär zueinander sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die resistive Speichervorrichtung ferner mehrere Wortleitungen, mehrere Bitleitungen und mehrere Source-Leitungen aufweisen, wobei jede der mehreren resistiven Speicherzellen durch eine eindeutige Kombination einer Wortleitung und einer Bitleitung adressierbar sein kann und wobei der Programmierpuls als eine Spannungsdifferenz zwischen der Bitleitung und der Source-Leitung einer adressierten resistiven Speicherzelle angewendet werden kann.
5 zeigt eine schematische Repräsentation einer resistiven Speicherzelle 402 einer resistiven Speichervorrichtung, beispielsweise der resistiven Speichervorrichtung 400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Die resistive Speicherzelle 402 kann einer resistiven Speicherzelle gemäß einer bekannten Technik entsprechen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sie ein resistives Speicherelement 550, das eine resistive Schicht, eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode (nicht dargestellt) aufweist, ein Source-Gebiet 560 und ein Drain-Gebiet 562, die in einem Substrat 564, beispielsweise in einem Halbleitersubstrat, angeordnet sind, und eine Gate-Elektrode 558, die über einem Gebiet zwischen dem Source-Gebiet 560 und dem Drain-Gebiet 562 angeordnet ist, aufweisen. Eine erste Spannung kann dem Speicherelement 550, beispielsweise der ersten Elektrode, durch eine Source-Leitung SL 554 von den mehreren Source-Leitungen der resistiven Speichervorrichtung 400 zugeführt werden. Die erste Spannung kann durch eine der Gate-Elektrode 558 bereitgestellte Wortleitungsspannung ein-/ausgeschaltet werden. In 5 kann die Source-Leitung SL 554 an Masse gelegt sein. Es kann jedoch eine beliebige Spannung, die geeignet sein kann, um dem Speicherelement 550 die Programmierenergie bereitzustellen, an die Source-Leitung SL 554 angelegt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine zweite Spannung dem Speicherelement 550, beispielsweise der zweiten Elektrode des Speicherelements 550, unter Verwendung einer Bitleitung 556 von den mehreren Bitleitungen 556 der resistiven Speichervorrichtung 400, zugeführt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann, wenn sich die resistive Speicherzelle 402 im ersten Zustand befindet, die Spannungsdifferenz zwischen der ersten Spannung, die der ersten Elektrode unter Verwendung der Source-Leitung SL 554 bereitgestellt werden kann, und der zweiten Spannung, die der zweiten Elektrode unter Verwendung der Bitleitung BL 556 bereitgestellt werden kann, dafür ausgelegt werden, die vorgegebene Programmierenergie bereitzustellen, wie vorstehend gemäß verschiedenen Ausführungsformen beschrieben wurde. Dadurch kann die Speicherzelle 402 aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand programmiert werden und einen vorgegebenen analogen oder digitalen physikalischen Parameterwert im zweiten Zustand aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beim Bestimmen der Programmierenergie, die zum Programmieren der resistiven Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand bereitzustellen ist, die Programmierenergie als Funktion der Differenz zwischen einem Durchschnittswert, beispielsweise einem arithmetischen Durchschnittswert, des definierten Wertebereichs der Speicherzelle im zweiten Zustand und dem bestimmten physikalischen Parameterwert der Speicherzelle im ersten Zustand bestimmt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Anwenden des Programmierpulses ausgeführt werden, während sich die resistive Speicherzelle im ersten Zustand befindet und nach einem möglichen Vorpuls, der vom bestimmten wenigstens einen physikalischen Parameterwert verschieden ist, einen zweiten physikalischen Parameterwert aufweist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beim Verfahren ferner vor der Programmierung der resistiven Speicherzelle in den ersten Zustand wenigstens ein physikalischer Parameterwert der resistiven Speicherzelle bestimmt werden und auf der Grundlage des bestimmten wenigstens einen physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle bestimmt werden, dass sich die resistive Speicherzelle nicht im ersten Zustand befindet.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beim Verfahren ferner die resistive Speicherzelle im zweiten Zustand belassen werden, falls bestimmt wird, dass sich die resistive Speicherzelle im zweiten Zustand befindet.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jede resistive Speicherzelle der resistiven Speichervorrichtung wenigstens einen weiteren Zustand aufweisen, wobei der erste Zustand, der zweite Zustand und die weiteren Zustände jeweils komplementär zueinander sein können.
Wenngleich die Erfindung mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen eingehend dargestellt und beschrieben wurde, sollten Fachleute verstehen, dass verschiedene Änderungen an der Form und den Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken und vom Schutzumfang der durch die anliegenden Ansprüche definierten Erfindung abzuweichen. Der Schutzumfang der Erfindung wird demgemäß durch die anliegenden Ansprüche angegeben, und alle Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Ansprüche liegen, sollen daher darin aufgenommen sein.
Verschiedene Aspekte der Offenbarung sind für Vorrichtungen vorgesehen, und verschiedene Aspekte der Offenbarung sind für Verfahren vorgesehen. Es sei bemerkt, dass Grundeigenschaften der Vorrichtungen auch für die Verfahren gelten können, und umgekehrt. Daher kann aus Gründen der Kürze auf eine doppelte Beschreibung solcher Eigenschaften verzichtet worden sein.

Claims

Verfahren zum Programmieren einer resistiven Speicherzelle, wobei die resistive Speicherzelle wenigstens einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand umfasst, wobei der erste Zustand und der zweite Zustand komplementäre Zustände sind, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bestimmen wenigstens eines physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand als ein Analogwert oder als ein Wert mehrerer Digitalwerte, Bestimmen einer Programmierenergie, die bereitzustellen ist, um die resistive Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zu programmieren, auf der Grundlage des bestimmten wenigstens einen physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand und Anwenden eines Programmierpulses, der die bestimmte Programmierenergie zuführt, um dadurch die resistive Speicherzelle in den zweiten Zustand zu programmieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Programmierenergie so bestimmt wird, dass wenigstens ein physikalischer Parameterwert der resistiven Speicherzelle im zweiten Zustand einen vordefinierten Wert aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Programmierenergie so bestimmt wird, dass wenigstens ein physikalischer Parameterwert der resistiven Speicherzelle im zweiten Zustand in einem vordefinierten Wertebereich liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der wenigstens eine physikalische Parameterwert der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand einen Widerstand, einen Strom und/oder eine Spannung umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei beim Bestimmen der Programmierenergie, die zum Programmieren der resistiven Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand bereitzustellen ist, die Programmierenergie auf der Grundlage des bestimmten wenigstens einen physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand und einer vorgegebenen Beziehung zwischen dem wenigstens einen physikalischen Parameterwert der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand und wenigstens einer Programmierenergie, die zum Programmieren der resistiven Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand bereitzustellen ist, berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei beim Bestimmen der Programmierenergie, die zum Programmieren der resistiven Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand bereitzustellen ist, die Programmierenergie auf der Grundlage des bestimmten wenigstens einen physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand und einer vorgegebenen Assoziation zwischen dem wenigstens einen physikalischen Parameterwert der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand und der Programmierenergie, die zum Programmieren der resistiven Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand bereitzustellen ist, bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 6, wobei beim Bestimmen der Programmierenergie, die zum Programmieren der resistiven Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand bereitzustellen ist, die Programmierenergie als Funktion der Differenz zwischen dem vordefinierten Wert der Speicherzelle im zweiten Zustand und dem bestimmten physikalischen Parameterwert bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei beim Bestimmen der Programmierenergie, die zum Programmieren der resistiven Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand bereitzustellen ist, die Programmierenergie als Funktion der Differenz zwischen einem Durchschnittswert des vordefinierten Wertebereichs der Speicherzelle im zweiten Zustand und dem bestimmten physikalischen Parameterwert bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Programmierpuls angewendet wird, während sich die resistive Speicherzelle im ersten Zustand befindet und den bestimmten wenigstens einen physikalischen Parameterwert aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welches ferner Folgendes umfasst: vor dem Bestimmen wenigstens eines physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand Programmieren der resistiven Speicherzelle in den ersten Zustand.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10, welches ferner Folgendes umfasst: vor dem Programmieren der resistiven Speicherzelle in den ersten Zustand Bestimmen wenigstens eines physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle und Bestimmen, dass die resistive Speicherzelle nicht im ersten Zustand ist, auf der Grundlage des bestimmten wenigstens einen physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle.
Verfahren nach Anspruch 11, welches ferner Folgendes umfasst: falls bestimmt wird, dass sich die resistive Speicherzelle im zweiten Zustand befindet, Belassen der resistiven Speicherzelle im zweiten Zustand.
Resistive Speichervorrichtung, welche mehrere resistive Speicherzellen umfasst, wobei jede resistive Speicherzelle wenigstens einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand umfasst, wobei der erste Zustand und der zweite Zustand komplementäre Zustände sind und wobei die resistive Speichervorrichtung dafür ausgelegt ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen.
Resistive Speichervorrichtung nach Anspruch 13, wobei die resistiven Speicherzellen RRAM-, CBRAM- oder PCRAM-Speicherzellen umfassen.
Resistive Speichervorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, welche ferner Folgendes umfasst: eine Leseeinheit zum Bestimmen des wenigstens einen physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand.
Resistive Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, welche ferner Folgendes umfasst: einen Prozessor zum Bestimmen der Programmierenergie, die zum Programmieren der resistiven Speicherzelle aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand bereitzustellen ist, auf der Grundlage des bestimmten wenigstens einen physikalischen Parameterwerts der resistiven Speicherzelle im ersten Zustand.
Resistive Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei jede resistive Speicherzelle der resistiven Speichervorrichtung wenigstens einen weiteren Zustand umfasst, wobei der erste Zustand, der zweite Zustand und die weiteren Zustände jeweils komplementär zueinander sind.
Resistive Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, welche ferner Folgendes umfasst: mehrere Wortleitungen, mehrere Bitleitungen und mehrere Source-Leitungen, wobei jede der mehreren resistiven Speicherzellen durch eine eindeutige Kombination einer Wortleitung und einer Bitleitung adressierbar ist, und wobei der Programmierpuls als eine Spannungsdifferenz zwischen der Bitleitung und der Source-Leitung einer adressierten resistiven Speicherzelle angewendet wird.