專利名稱：：應(yīng)用于電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的電脈沖電壓操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于應(yīng)用金屬-氧化物的存儲(chǔ)裝置，以及操作與制造該裝置的方法。
背景技術(shù)：
：當(dāng)施加可應(yīng)用于集成電路的電脈沖至金屬-氧化物時(shí)，有些金屬-氧化物的電阻會(huì)產(chǎn)生變化，并在兩個(gè)以上(含本數(shù))的穩(wěn)定電阻范圍內(nèi)改變，而這類的金屬-氧化物正可應(yīng)用于非易失性電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)。因?yàn)榫哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、速度快、低耗能及兼容于標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用金屬-氧化物的RRAM也日益受到關(guān)注。在應(yīng)用金屬-氧化物的存儲(chǔ)器中，數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存是利用施加電脈沖至金屬-氧化物材料，進(jìn)而使其電阻在兩個(gè)以上的電阻狀態(tài)之間變化。而多位操作則是讓金屬-氧化物材料的電阻在三個(gè)以上的電阻狀態(tài)之間變化，由于多位存儲(chǔ)器可增加數(shù)據(jù)儲(chǔ)存密度并降低工藝成本，是目前較受偏好的結(jié)構(gòu)。曾有研究人員指出，某些金屬-氧化物需透過成形工藝(formingprocess)來引發(fā)由高電阻狀態(tài)至低電阻狀態(tài)的崩潰，進(jìn)而形成材料的電阻切換性質(zhì)。如圖1所示，成形工藝通常是利用將施加至金屬-氧化物材料的直流電壓提高，直至引發(fā)由高電阻狀態(tài)至低電阻狀態(tài)的崩潰。成形工藝發(fā)生于成形電壓(V成形)，其通常遠(yuǎn)大于誘發(fā)金屬-氧化物電阻變化的設(shè)置脈沖(V設(shè)置)與復(fù)位脈沖(V復(fù)位)的大小。相對(duì)較大的成形電壓(V成形)會(huì)增加采用此類金屬-氧化物材料的存儲(chǔ)裝置電路的復(fù)雜度。此外，由于施加直流電壓的成形工藝需要一段較長(zhǎng)的時(shí)間(如大于60微秒)，裝置的測(cè)試時(shí)間會(huì)因而大幅增加。下表記載了幾種金屬-氧化物的成形電壓。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>曾有研究顯示，使用鉤-氧化物WOx的RRAM在沒有進(jìn)行成形步驟的情形下，仍具有良好的電阻切換特性，并可在兩個(gè)以上的電阻范圍進(jìn)行切換。此部分可參考美國專利申請(qǐng)案第11/955,137號(hào)，其發(fā)明名稱為"MemoryDevicesHavinganEmbeddedResistanceMemorywithTungstenCompoundandManufacturingMethods",申請(qǐng)日為2007年12月12日。本發(fā)明將該案的內(nèi)容全部并入本文作參考。為了能夠更可靠的區(qū)分出不同的電阻狀態(tài)，并判斷存儲(chǔ)單元所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)值，有必要在不同電阻狀態(tài)之間維持相對(duì)較大的電阻區(qū)間。此外，為了能進(jìn)行多位操作，亦有必要于表示數(shù)據(jù)的最高與最低電阻狀態(tài)之間維持較大的電阻區(qū)間。過去增加最高與最低電阻狀態(tài)間電阻區(qū)間的方式，乃是增加施加至金屬-氧化物材料的復(fù)位脈沖的電壓大小。然而，由于金屬-氧化物材料的電阻不穩(wěn)定，過高的復(fù)位脈沖會(huì)造成耐久性問題，并引發(fā)可靠性的問題而造成裝置故障。因此，有必要提供一種應(yīng)用金屬-氧化物的存儲(chǔ)裝置及制造與操作該裝置的方法，進(jìn)而解決前述的耐久性問題，并改善裝置的可靠性與數(shù)據(jù)儲(chǔ)存性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供的制造存儲(chǔ)裝置的方法包括形成一金屬-氧化物存儲(chǔ)元件，并施加活化能至該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件。于某些實(shí)施例中，活化能的施加方式可通過施加電能及/或熱能至金屬-氧化物存儲(chǔ)元件來達(dá)成。于圖1中的成形步驟中，高電阻材料乃成形至低電阻狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)電阻切換的特質(zhì)。本發(fā)明與圖1不同，其活化能可移除金屬-氧化物材料內(nèi)的漏電路徑，并提高金屬-氧化物材料的初始電阻。本發(fā)明提供的存儲(chǔ)裝置包括金屬-氧化物存儲(chǔ)元件，其是可編程至多個(gè)包括低電阻狀態(tài)與高電阻狀態(tài)的電阻狀態(tài)，此外，存儲(chǔ)裝置還包括偏壓電路，用以施加穿越該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的調(diào)整偏壓，該調(diào)整偏壓包括用以施加活化能至金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的活化調(diào)整偏壓。于本發(fā)明中，通過活化能的施加，可利用較低的操作電壓來編程金屬-氧化物存儲(chǔ)元件。因此，可降低存儲(chǔ)元件的電應(yīng)力，并增加元件的操作耐久性。此外，目前己知施加活化能可改善讀取干擾并增加不同電阻狀態(tài)之間的電阻區(qū)間，進(jìn)而可進(jìn)行多位操作。本發(fā)明的其它特色與優(yōu)點(diǎn)可配合圖式、實(shí)施方式及權(quán)利要求范圍來了解。圖1為DC成形工藝。圖2為應(yīng)用金屬-氧化物的存儲(chǔ)單元的剖面圖。圖3A圖3D為圖2的存儲(chǔ)單元制造過程各步驟的剖面圖。圖4及圖5A圖5C為金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的電阻狀態(tài)改變情形的示意圖，以及施加活化調(diào)整偏壓的第一實(shí)施例的示意圖。圖5D圖5F為包括活化調(diào)整偏壓的第二實(shí)施例示意圖。圖6為圖2存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的鎢-氧化物存儲(chǔ)元件的電阻測(cè)量結(jié)果圖。圖7A圖7B為施加活化調(diào)整偏壓前后，鎢-氧化物存儲(chǔ)元件的電阻切換性質(zhì)測(cè)量結(jié)果圖。圖8A圖8B為施加活化調(diào)整偏壓前后，鎢-氧化物存儲(chǔ)元件的電阻切換性質(zhì)測(cè)量結(jié)果圖。圖9為單一脈沖的活化脈沖電壓與形成有鎢-氧化物存儲(chǔ)元件的鎢栓塞剖面大小兩者的關(guān)系圖。圖10A圖10B分別為無/有活化工藝的鎢-氧化物存儲(chǔ)元件操作耐久性測(cè)量結(jié)果圖。圖11A圖IIB分別為圖10A圖10B的數(shù)據(jù)的高、低電阻狀態(tài)的電阻分布圖。圖12A圖12B分別為無/有活化工藝的裝置于高電阻狀態(tài)時(shí)的讀取干擾測(cè)量結(jié)果圖。圖13A圖13B分別為無/有活化工藝的裝置于低電阻狀態(tài)時(shí)的讀取干擾測(cè)量結(jié)果圖。圖14為本發(fā)明一實(shí)施例中，施加活化退火工藝的金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的電阻狀態(tài)變化性質(zhì)示意圖。圖15為有/無進(jìn)行活化退火工藝的金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的電阻與脈沖電壓關(guān)系圖。圖16為可進(jìn)行本發(fā)明所述的切換鎢-氧化物存儲(chǔ)元件電阻操作的集成電路簡(jiǎn)化方塊圖。圖17為圖16的存儲(chǔ)單元陣列的部分示意圖。主要元件符號(hào)說明100、17361730、1734、1732、存儲(chǔ)單元110下電極120上電極140、17461740、1744、1742、存儲(chǔ)元件146存儲(chǔ)元件上表面150導(dǎo)電元件160介電質(zhì)190介層窗400活化調(diào)整偏壓410、1410第一調(diào)整偏壓420、1420第二調(diào)整偏壓450低電阻狀態(tài)460高電阻狀態(tài)500、510、520、530、540、550脈沖寬度1400活化退火工藝1610集成電路1612存儲(chǔ)單元陣列1614字線譯碼器及驅(qū)動(dòng)器1618位線譯碼器1624感應(yīng)放大器/數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)1628數(shù)據(jù)輸入線1630其它電路1632數(shù)據(jù)輸出線1634控制器1636偏壓電路電壓及電流源1680電壓源1754源極線1755源極線終端電路1780電流路徑1616、1756、1758字線1620、1760、1762位線1622、1626總線具體實(shí)施例方式以下揭露的內(nèi)容大多需配合參考特定結(jié)構(gòu)實(shí)施例及方法，然而，揭露內(nèi)容的范圍并不僅限于該些特定結(jié)構(gòu)實(shí)施例及方法，且揭露內(nèi)容亦可透過其它特征、元件、方法及實(shí)例來實(shí)施。本發(fā)明所揭露的內(nèi)容雖可透過較佳實(shí)施例來說明，但該些實(shí)施例不可用來限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明專利權(quán)之范圍須由權(quán)利要求范圍為準(zhǔn)。本領(lǐng)域具有通常知識(shí)者于參考本發(fā)明揭露的內(nèi)容后，應(yīng)可了解其它可能的均等實(shí)施方式。此外，于后述的內(nèi)容中，不同實(shí)施例的相同元件乃以相同元件符號(hào)表示。如前所述，由于金屬-氧化物材料的電阻不穩(wěn)定，且其最高及最低電阻狀態(tài)間的電阻區(qū)間會(huì)減少，若使用過大的脈沖將可能造成耐久性問題，進(jìn)而引發(fā)可靠性的問題，且造成裝置故障。圖2為本發(fā)明應(yīng)用金屬-氧化物的存儲(chǔ)單元100的剖面圖，其于制造過程中，乃施加前述活化能至金屬-氧化物存儲(chǔ)元件140。如后詳述，活化能的施加可通過施加電能及/或熱能至金屬-氧化物材料來達(dá)成，以移除金屬-氧化物材料內(nèi)的漏電路徑。而透過活化能的施加，編程金屬-氧化物存儲(chǔ)元件140所需的操作電壓將可降低。因此，存儲(chǔ)元件140的電應(yīng)力將可降低，同時(shí)增加操作耐久性。存儲(chǔ)單元100包括于介電質(zhì)160內(nèi)延伸的導(dǎo)電元件150，其可將下電極IIO耦接至存儲(chǔ)元件140。于本實(shí)施例中，介電質(zhì)160可包括氧化硅，但其亦可使用其它介電材料。存儲(chǔ)元件140包括至少一個(gè)可編程金屬-氧化物。于本實(shí)施例中導(dǎo)電元件150包括鎢，而存儲(chǔ)元件140包括鎢-氧化物WOx。于不同實(shí)施例中，存儲(chǔ)元件140的WOx化合物從上表面146起算的深度可有不同的氧含量分布，進(jìn)而形成均勻遞減的離子價(jià)(W"6、W"5、W^及W^以及深入?yún)^(qū)的低氧含量。于其它實(shí)施例中，存儲(chǔ)元件140可包括其它金屬-氧化物，如選自下列群組的金屬氧化物鎳氧化物、鋁氧化物、鎂氧化物、鈷氧化物、鈦氧化物、鈦-鎳氧化物、鋯氧化物以及銅氧化物。下電極110為導(dǎo)電性元件，舉例來說，其可為摻雜半導(dǎo)體材料，像是存取晶體管或二極管的端點(diǎn)。此外，舉例來說，下電極110也可包括一或多種選自下列群組的元素鈦、鎢、鉬、鋁、鉭、銅、鈾、銥、鑭、鎳、氮、氧、釕及其組合。于其它實(shí)施例中，下電極110可包括兩層以上。存儲(chǔ)單元IOO還包括上電極120，其位于存儲(chǔ)元件140上。舉例來說，上電極120(在某些實(shí)施例中是位線的一部分)可包括和下電極相同的材料，同時(shí)可包括兩層以上。欲形成金屬-氧化物存儲(chǔ)元件140，可采用各種沉積及氧化工藝?？上冗M(jìn)行傳統(tǒng)后段的鎢栓塞工藝以于介層窗內(nèi)沉積鎢材料以及CMP工藝，再進(jìn)行氧化工藝，以于導(dǎo)電元件150及后續(xù)形成的上電極120材料之間形成存儲(chǔ)元件140。形成鎢-氧化物存儲(chǔ)元件140的方法包括直接等離子體氧化、下游等離子體氧化、濺鍍、反應(yīng)性濺鍍。等離子體氧化工藝的實(shí)施例包括使用純氧氣或混合物質(zhì)，如氧氣/氮?dú)饣蜓鯕?氮?dú)?氫氣。于下游等離子體的一實(shí)施例中，下游等離子體的施加條件為壓力約1500毫托、功率約1000瓦特、氧氧氣/氮?dú)獾獨(dú)饬髁考s為3000sccm/200sccm，溫度約150°C、反應(yīng)時(shí)間約400秒。此部分請(qǐng)參見美國專利申請(qǐng)?zhí)柕?1/955,137號(hào)，其乃并入本文作參考。圖3A圖3D為施加活化能以制造存儲(chǔ)單元100的各步驟剖面圖。圖3A顯示第一步驟，包括在下電極110上形成介電質(zhì)160，并刻蝕介電質(zhì)160以形成貫穿介電質(zhì)160至下電極110的介層窗190。于本實(shí)施例中，介電質(zhì)160包括二氧化硅，但其亦可使用其它材料。之后，將導(dǎo)電元件150形成于介層窗190內(nèi)，而產(chǎn)生如圖3B所示的結(jié)構(gòu)。于本實(shí)施例中，導(dǎo)電元件150包括鎢，且其可利用CVD工藝形成于介層窗190內(nèi)，之后并進(jìn)行平面化工藝，如CMP。接著，氧化部分導(dǎo)電元件150以形成存儲(chǔ)元件140，存儲(chǔ)元件140并與導(dǎo)電元件150剩余的部分自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，形成如圖3C所示的結(jié)構(gòu)。于本實(shí)施例中，導(dǎo)電元件150包括鎢，而存儲(chǔ)元件140包括氧化鎢。于其它實(shí)施例中，存儲(chǔ)元件140可包括其它金屬-氧化物，如選自下列群組的金屬氧化物鎳氧化物、鋁氧化物、鎂氧化物、鈷氧化物、鈦氧化物、鈦-鎳氧化物、鋯氧化物以及銅氧化物。之后則于圖3C所示的結(jié)構(gòu)上形成上電極120，進(jìn)而得到如圖3D所示的結(jié)構(gòu)。之后，施加電及/或熱活化能至金屬-氧化物存儲(chǔ)元件140，以移除金屬-氧化物材料內(nèi)不必要的漏電路徑。配合參考圖4圖15可知，于此步驟中施加活化能，可使之后金屬-氧化物存儲(chǔ)元件140僅需較低的能量調(diào)整偏壓即可進(jìn)行編程，進(jìn)而降低存儲(chǔ)元件140的電應(yīng)力，同時(shí)增加操作耐久性。此外，活化能還可提升金屬-氧化物材料的電阻切換性能，并改善其讀取干擾性能。而由于活化能還可增加電阻狀態(tài)之間的電阻區(qū)間，其亦可達(dá)成多位操作。如后配合圖4圖13B所詳述，電活化能可由活化調(diào)整偏壓的方式來施加，該活化調(diào)整偏壓包括一個(gè)以上施加至金屬-氧化物存儲(chǔ)元件140的脈沖。偏壓電路，如供應(yīng)電壓及/或電流源，可形成于同一集成電路上，并耦接至下電極110與上電極120，以施加活化調(diào)整偏壓至存儲(chǔ)元件140。于其它實(shí)施例中，活化調(diào)整偏壓可利用工藝中于生產(chǎn)在線與集成電路連接的設(shè)備來施加。于另外的實(shí)施例中，活化調(diào)整偏壓則可在集成電路制造完成后由使用者施加。如后配合圖14圖15所詳述，熱活化能可利用活化退火工藝方式施加。請(qǐng)?jiān)賲⒁妶D2，欲讀取或?qū)懭氪鎯?chǔ)單元時(shí)，可施加穿越存儲(chǔ)元件140的適當(dāng)調(diào)整偏壓，進(jìn)而誘發(fā)穿越存儲(chǔ)元件140的電流。各調(diào)整偏壓可包括一個(gè)以上施加至存儲(chǔ)元件140的脈沖，其是施加脈沖至下電極110與上電極120或二者之一，而各實(shí)施例脈沖的強(qiáng)度與施加時(shí)間可由經(jīng)驗(yàn)法則求得。至于施加的是一或多個(gè)脈沖，端視所進(jìn)行的操作而定，如讀取操作或編程操作。調(diào)整偏壓的脈沖可具有由上電極120至下電極110的正電壓(此處稱為穿越存儲(chǔ)元件140的正電壓)及域具有由上電極120至下電極110的負(fù)電壓(此處稱為穿越存儲(chǔ)元件140的負(fù)電壓)。由于金屬-氧化物的電阻是由所施加的功率或能量所決定，穿越存儲(chǔ)元件140的脈沖電壓高度及脈沖寬度可決定鎢-氧化物的電阻。于讀取(或感應(yīng))儲(chǔ)存于存儲(chǔ)單元100的數(shù)據(jù)數(shù)值的操作中，耦接至上電極120與下電極110的偏壓電路(舉例來說，參見圖16的偏壓電路電壓及電流源1636)可施加穿越存儲(chǔ)元件140的調(diào)整偏壓，其強(qiáng)度與時(shí)間可誘發(fā)電流且不會(huì)使存儲(chǔ)元件140發(fā)生電阻狀態(tài)改變。存儲(chǔ)元件140的電流是由存儲(chǔ)元件140的電阻及儲(chǔ)存于存儲(chǔ)單元100的數(shù)據(jù)數(shù)值所決定。于編程欲儲(chǔ)存于存儲(chǔ)單元100的數(shù)據(jù)數(shù)值的操作中，耦接至上電極120與下電極110的偏壓電路(舉例來說，參見圖16的偏壓電路電壓及電流源1636)可施加穿越存儲(chǔ)元件140的調(diào)整偏壓，其強(qiáng)度足以誘發(fā)存儲(chǔ)元件140電阻狀態(tài)的可編程改變，進(jìn)而將數(shù)據(jù)數(shù)值儲(chǔ)存于存儲(chǔ)單元100內(nèi)。于此處，存儲(chǔ)元件140的電阻是由儲(chǔ)存于存儲(chǔ)單元100內(nèi)的數(shù)據(jù)數(shù)值所決定。圖4及圖5A圖5C為金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的電阻狀態(tài)改變情形的示意圖，以及施加活化調(diào)整偏壓的第一實(shí)施例的示意圖。應(yīng)注意的是，圖5A圖5C的脈沖僅供示意之用，并未按比例繪制。于圖4中，存儲(chǔ)元件140是編程至低電阻狀態(tài)450及高電阻狀態(tài)460。通常來說，存儲(chǔ)元件140可編程至多個(gè)電阻狀態(tài)，且還可包括一個(gè)以上額外的編程電阻狀態(tài)。各編程電阻狀態(tài)對(duì)應(yīng)至存儲(chǔ)元件140非重疊的電阻區(qū)間，因此所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)數(shù)值可通過其在存儲(chǔ)元件140內(nèi)的電阻狀態(tài)而確定。于圖4中，低電阻狀態(tài)450為用以表示存儲(chǔ)元件140數(shù)據(jù)的最低電阻狀態(tài)，而高電阻狀態(tài)460為用以表示存儲(chǔ)元件140數(shù)據(jù)的最高電阻狀態(tài)。如圖4的箭號(hào)所示，圖4的操作包括先施加穿越存儲(chǔ)元件140的活化調(diào)整偏壓400，以誘發(fā)存儲(chǔ)元件140的電阻由低電阻狀態(tài)450轉(zhuǎn)變至高電阻狀態(tài)460?；罨{(diào)整偏壓400可誘發(fā)流經(jīng)金屬-氧化物存儲(chǔ)元件140的電流，并提供第一能量至存儲(chǔ)元件140。如后詳述，活化調(diào)整偏壓400只需施加一次(但也可施加不只一次)，其條件可依經(jīng)驗(yàn)判斷，且可活化金屬-氧化物存儲(chǔ)元件140，并達(dá)成以低能量調(diào)整偏壓來于最高及最低電阻狀態(tài)間轉(zhuǎn)變的功效。于施加活化調(diào)整偏壓400后，乃施加穿越存儲(chǔ)元件140的編程調(diào)整偏壓，以于低電阻狀態(tài)450及高電阻狀態(tài)460之間改變存儲(chǔ)元件140的電阻狀態(tài)。編程調(diào)整偏壓包括第一調(diào)整偏壓410及第二調(diào)整偏壓420，第一調(diào)整偏壓410用以誘發(fā)穿越存儲(chǔ)元件140的電流，并將存儲(chǔ)元件140的電阻狀態(tài)由高電阻狀態(tài)460轉(zhuǎn)變至低電阻狀態(tài)450，第二調(diào)整偏壓420用以將存儲(chǔ)元件140的電阻狀態(tài)由低電阻狀態(tài)450轉(zhuǎn)變至高電阻狀態(tài)460。由于活化調(diào)整偏壓400可活化金屬-氧化物存儲(chǔ)元件140，故第二調(diào)整偏壓420會(huì)誘發(fā)穿越金屬-氧化物存儲(chǔ)元件140的電流，并提供一個(gè)可小于第一能量的第二能量至存儲(chǔ)元件140。于圖5A圖5C所示的實(shí)施例中，活化調(diào)整偏壓400包括單一脈沖，其具有穿越存儲(chǔ)元件140的脈沖高度V活化及脈沖寬度500;第一調(diào)整偏壓410包括單一脈沖，其具有穿越存儲(chǔ)元件140的脈沖高度V偏壓1及脈沖寬度510;第二調(diào)整偏壓420包括單一脈沖，其具有穿越存儲(chǔ)元件140的脈沖高度V偏壓2及脈沖寬度520。應(yīng)了解的是，也可使用其它不同的調(diào)整偏壓。一般來說，各調(diào)整偏壓可包括穿越存儲(chǔ)元件140的一個(gè)以上的脈沖。而各實(shí)施例中各調(diào)整偏壓的脈沖的數(shù)量及形狀，包括脈沖高度、穿越存儲(chǔ)元件140的電壓極性、脈沖寬度等，均可依經(jīng)驗(yàn)法則求得。圖5D圖5F為第二實(shí)施例，其使用單極操作。如圖所示，活化調(diào)整偏壓400包括單一脈沖，其具有穿越存儲(chǔ)元件140的脈沖高度V活化及脈沖寬度530;第一調(diào)整偏壓410包括單一脈沖，其具有穿越存儲(chǔ)元件140的脈沖高度V偏壓及脈沖寬度540;第二調(diào)整偏壓420包括單一脈沖，其具有穿越存儲(chǔ)元件140的脈沖高度V偏壓及脈沖寬度550。如圖所示，脈沖寬度550小于脈沖寬度540。于某些實(shí)施例中，存儲(chǔ)元件140于制造時(shí)具有不同于低電阻狀態(tài)的初始電阻狀態(tài)。于此種情形中，可施加活化調(diào)整偏壓以誘發(fā)初始電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變至高電阻狀態(tài)，進(jìn)而活化存儲(chǔ)元件140。抑或是可施加調(diào)整偏壓，以先將初始電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變至低電阻狀態(tài)。圖6為圖2中存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的鎢-氧化物存儲(chǔ)元件140的電阻測(cè)量結(jié)果圖，其可用以依經(jīng)驗(yàn)法則決定適當(dāng)?shù)幕罨{(diào)整偏壓。此處所示的鎢-氧化物存儲(chǔ)元件140的工藝包括先進(jìn)行后段的鎢栓塞工藝以于介層窗內(nèi)沉積鎢材料以及CMP工藝，再進(jìn)行下游等離子體氧化，以于鎢栓塞及后續(xù)形成的上電極材料之間形成存儲(chǔ)元件。此處形成鎢-氧化物存儲(chǔ)元件所使用的工藝為下游等離子體氧化，其溫度為150。C、時(shí)間為400秒、氧氣/氮?dú)獗壤秊?0。于圖6中，可看出存儲(chǔ)元件140電阻與脈沖電壓高度的測(cè)量結(jié)果關(guān)系，其中脈沖寬度為80納秒、升降時(shí)間均為5納秒。雖然未于圖6中繪制，但若施加大于3.5伏特、寬度80納秒的脈沖，將會(huì)導(dǎo)致電阻突降，并使存儲(chǔ)元件失去電阻切換的特性。因此，在脈沖寬度為80納秒的情形下，存儲(chǔ)元件140的最高可得電阻是以3.5伏特的脈沖高度達(dá)成。此處所述鎢-氧化物存儲(chǔ)元件140的活化工藝可包括施加活化調(diào)整偏壓，以于存儲(chǔ)元件中產(chǎn)生第一能量，進(jìn)而將存儲(chǔ)元件140的電阻狀態(tài)由最低電阻(于圖6中的初始電阻約為600歐姆)轉(zhuǎn)變至最高可得電阻(于圖6中約為l萬2千歐姆)。因此，于實(shí)施例及相關(guān)數(shù)據(jù)中，活化調(diào)整偏壓選定為高度3.5伏特、寬度80納秒。但應(yīng)了解的是，亦可選定其它不同的活化調(diào)整偏壓。于其它實(shí)施例中，活化調(diào)整偏壓是足以將電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變至異于最高可得電阻的高電阻狀態(tài)。舉例來說，此高電阻狀態(tài)可為圖6中的中間高電阻狀態(tài)，其可以是用以在存儲(chǔ)元件140中表示數(shù)據(jù)的最高電阻狀態(tài)。圖7A、圖7B為施加活化調(diào)整偏壓前后，鎢-氧化物存儲(chǔ)元件的電阻切換性質(zhì)測(cè)量結(jié)果圖，其中活化調(diào)整偏壓包括單一脈沖，其高度為3.5伏特、寬度為80納秒。于圖7A、圖7B的數(shù)據(jù)中，高度介于-1.3伏特及2伏特之間、寬度為80納秒的脈沖乃施加至鎢-氧化物存儲(chǔ)元件。如圖7A所示，在施加活化調(diào)整偏壓之前，這些脈沖并不足改變電阻值，故其并未展現(xiàn)任何電阻切換的特性，且電阻維持在低電阻狀態(tài)(約600歐姆)。在施加脈沖高度3.5V、脈沖寬度80納秒的單一脈沖活化調(diào)整偏壓后，如圖7B所示，此時(shí)若再施加與圖7A相同的脈沖電壓與脈沖寬度，存儲(chǔ)元件會(huì)展現(xiàn)出電阻切換的特性。此些結(jié)果顯示，施加活化調(diào)整偏壓可活化鴿-氧化物材料，使其可通過低電壓而在高、低電阻狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變。圖8A、圖8B為施加活化調(diào)整偏壓前后，鎢-氧化物存儲(chǔ)元件的電阻切換性質(zhì)測(cè)量結(jié)果圖，其中所使用的脈沖其高度介于3伏特與-1.5伏特之間、寬度為80納秒。如圖8A所示，若使用高度介于3伏特與-1.5伏特的脈沖，將會(huì)產(chǎn)生較窄的電阻區(qū)間，其高、低電阻狀態(tài)(HRS與LRS)是介于5千歐姆與1千歐姆之間。在施加脈沖高度3.5V、脈沖寬度80納秒的單一脈沖活化調(diào)整偏壓后，如圖8B所示，此時(shí)若再施加與圖7A相同的脈沖電壓與脈沖寬度，可將存儲(chǔ)元件的最高電阻提升至原來的2.5倍，成為1萬2千歐姆。雖然施加至圖8A未活化裝置的高電壓剛開始可產(chǎn)生高于5千歐姆的電阻，但此些高電壓卻也會(huì)產(chǎn)生高電應(yīng)力，進(jìn)而損毀裝置并造成故障。相較之下，由于裝置在施加活化調(diào)整偏壓后，即可以3伏特電壓的脈沖達(dá)成l萬2千歐姆的電阻，由此可知，施加活化調(diào)整偏壓可有效增加高電阻狀態(tài)的電阻值。此外，由于可利用較低的脈沖電壓進(jìn)行編程，所以也可以降低裝置的電應(yīng)力。圖9為單一脈沖的活化脈沖電壓與形成有鎢-氧化物存儲(chǔ)元件的鎢栓塞剖面大小兩者的關(guān)系圖，數(shù)據(jù)測(cè)量使用的脈沖時(shí)間為80納秒，且數(shù)據(jù)系通過將各裝置切換至最高可得電阻測(cè)量而得。不同大小的裝置其最高可得電阻可能有些微不同(如差距在1千歐姆以下)，但如圖所示，活化脈沖電壓隨著尺寸變小而大幅降低，代表日后仍有縮小尺寸的可能性。裝置的活化脈沖電壓系與脈沖寬度有關(guān)，且目前已知脈沖寬度越大，所需的脈沖電壓也越大。圖10A圖10B分別為無/有利用本發(fā)明施加活化調(diào)整偏壓的活化工藝的鉤-氧化物存儲(chǔ)元件其操作耐久性測(cè)量結(jié)果圖。圖10A顯示未經(jīng)活化工藝處理的鎢-氧化物存儲(chǔ)元件，其電阻與循環(huán)次數(shù)之關(guān)系。如圖所示，3.4伏特/80納秒的脈沖乃施加至存儲(chǔ)元件，以誘發(fā)由低電阻狀態(tài)350至高電阻狀態(tài)360的轉(zhuǎn)變；-2.1伏特/80納秒的脈沖乃施加至存儲(chǔ)元件，以誘發(fā)由高電阻狀態(tài)360至低電阻狀態(tài)350的轉(zhuǎn)變。如圖IOA所示，未經(jīng)活化工藝處理的裝置其操作結(jié)果并不穩(wěn)定，且隨著循環(huán)次數(shù)增加，高電阻狀態(tài)有明顯的降低情形出現(xiàn)。一般認(rèn)為此降低是由于鎢-氧化物材料的電應(yīng)力所造成，而其是起因于利用過高的電壓來誘發(fā)電阻狀態(tài)由低電阻狀態(tài)450轉(zhuǎn)變至高電阻狀態(tài)460。相較之下，圖10B繪制的則是施加脈沖高度3.5伏特、脈沖寬度80納秒的單一脈沖活化調(diào)整偏壓后，所測(cè)得的鎢-氧化物存儲(chǔ)元件操作耐久性。兩者相比，可發(fā)現(xiàn)在圖10B，高電阻狀態(tài)的電阻及高、低電阻狀態(tài)之間的電阻區(qū)間都增加了，且隨著循環(huán)次數(shù)增加仍相對(duì)穩(wěn)定。此外，圖10A中使用的脈沖電壓大小(V復(fù)位為2.4伏特/80納秒；V設(shè)置為-1.2伏特/80納秒)還比圖1PB中使用的脈沖電壓大小(V復(fù)位為3.4伏特/80納秒；V設(shè)置為-2.1伏特/80納秒)來的小。圖IIA、圖IIB分別為圖IOA、圖IOB數(shù)據(jù)的高、低電阻狀態(tài)的電阻分布圖。如圖IOA、圖IOB與圖IIA、圖IIB所示，活化工藝不但可改善高電阻狀態(tài)的電阻分布，使高電阻狀態(tài)更為穩(wěn)定，還可使高/低電阻狀態(tài)的比例提高至IO，因而可增加電阻區(qū)間。這些結(jié)果顯示，活化工藝可有效改善切換穩(wěn)定性以及應(yīng)用鎢-氧化物的RRAM的性能。從圖IOA、圖IOB與圖IIA、圖IIB也可看出，兩個(gè)裝置在高電阻狀態(tài)的分布都比低電阻狀態(tài)來的廣，這可能是因?yàn)樵谇袚Q過程中，鎢-氧化物材料中剩余的漏電路徑數(shù)量不一所造成。圖12A、圖12B分別為無/有活化工藝的裝置于高電阻狀態(tài)時(shí)的讀取干擾測(cè)量結(jié)果圖，其中活化工藝是以脈沖高度3.5伏特、脈沖寬度80納秒的單一脈沖進(jìn)行。如圖12B所示，有進(jìn)行活化工藝的裝置可有效阻絕0.6伏特以下的讀取干擾，這代表活化工藝可以有效改善高電阻狀態(tài)的讀取干擾問題。圖13A、圖13B分別為無/有活化工藝的裝置于低電阻狀態(tài)時(shí)的讀取干擾測(cè)量結(jié)果圖。如圖13B所示，有進(jìn)行活化工藝的裝置可有效阻絕0.6伏特以下的讀取干擾，這代表活化工藝也可有效改善低電阻狀態(tài)的讀取干擾問題。雖然在0.8伏特時(shí)仍有出現(xiàn)讀取干擾，但由于此電壓大小相當(dāng)接近于高、低電阻狀態(tài)間進(jìn)行切換的電壓，故此現(xiàn)象應(yīng)屬合理。于活化調(diào)整偏壓施加后，即可使用較低能量的調(diào)整偏壓來編程鎢-氧化物存儲(chǔ)元件。活化調(diào)整偏壓同時(shí)也可改善鎢-氧化物材料的電阻切換性能，包括提升操作耐久性與改善讀取千擾問題。此外，活化調(diào)整偏壓還可擴(kuò)大高、低電阻狀態(tài)之間的電阻區(qū)間，進(jìn)而可進(jìn)行多位操作。在前述圖4圖13B所描述的方法中，活化工藝乃是透過施加活化調(diào)整偏壓400以提供活化能至金屬-氧化物存儲(chǔ)元件140。圖14為施加活化退火工藝1400以進(jìn)行活化的金屬-氧化物存儲(chǔ)元件140其電阻狀態(tài)變化性質(zhì)示意圖。如圖14的箭頭所示，于形成金屬-氧化物存儲(chǔ)元件140后，乃進(jìn)行活化退火工藝1400，以將熱活化能提供至存儲(chǔ)元件140?；罨嘶鸸に?400可移除金屬-氧化物材料中不需要的漏電路徑，并將存儲(chǔ)元件140剛形成時(shí)的初始電阻提高。然而，如圖14的箭頭所示，存儲(chǔ)元件140于活化退火工藝1400仍處于低電阻狀態(tài)。在進(jìn)行活化退火工藝1400后，乃施加一穿越存儲(chǔ)元件140的編程調(diào)整偏壓，以改變介于高、低電阻狀態(tài)460、450之間的電阻狀態(tài)。編程調(diào)整偏壓包括第一調(diào)整偏壓1410，其用以誘發(fā)穿越存儲(chǔ)元件140的電流，并將電阻狀態(tài)由低電阻狀態(tài)450轉(zhuǎn)變至高電阻狀態(tài)460。第一調(diào)整偏壓1410可以是圖4中的第二調(diào)整偏壓420，但不以此為限。編程調(diào)整偏壓包括第二調(diào)整偏壓1420，其用以將電阻狀態(tài)由高電阻狀態(tài)460轉(zhuǎn)變至低電阻狀態(tài)450。第二調(diào)整偏壓1420可以是圖4中的第一調(diào)整偏壓410，但不以此為限?；罨嘶鸸に嚳捎扇我环N包括如高溫爐或快速熱退火(RTA)系統(tǒng)的高溫系統(tǒng)來進(jìn)行，工藝的溫度與時(shí)間取決于許多因素，且各實(shí)施例的條件可能有所不同。舉例來說，溫度可介于IO(TC至40(TC之間，而時(shí)間可介于10分鐘至60分鐘之間。舉例來說，活化退火工藝可以在含有金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的集成電路的制造過程任一階段進(jìn)行。舉例來說，活化退火工藝可在其它電路(如偏壓電路)形成于同一集成電路之前先進(jìn)行。此外，活化退火工藝也可在其它電路形成于集成電路后再進(jìn)行?；罨嘶鸸に囍恍柽M(jìn)行一次(但也可進(jìn)行不只一次)，其可活化金屬-氧化物存儲(chǔ)元件140，并達(dá)成以低能量調(diào)整偏壓來于最高及最低電阻狀態(tài)間改變電阻的功效。圖15為有/無進(jìn)行活化退火工藝的鎢-氧化物存儲(chǔ)元件，其電阻與寬度80納秒脈沖電壓的關(guān)系圖。如圖所示，沒有進(jìn)行活化退火工藝的裝置其初始電阻約為600歐姆，且需要3.7伏特的電壓脈沖來將電阻提升至12千歐姆。于圖15中，更包括進(jìn)行15(TC退火10分鐘與25(TC退火10分鐘的兩條曲線，其中，可以看出退火工藝后的初始電阻有上升的情形，且電阻只需以2.7伏特的電壓就可升高。于圖14所述的活化工藝中，活化的方式為進(jìn)行活化退火工藝1400。于其它實(shí)施例中，活化的方式可同時(shí)包括活化退火工藝1400與圖4所述的活化調(diào)整偏壓。此處所述的活化方法是以鎢-氧化物存儲(chǔ)元件為例，然而，如后所述，該方法亦可適用于其它金屬-氧化物，如鎳氧化物、鋁氧化物、鎂氧化物、鈷氧化物、鈦氧化物、鈦-鎳氧化物、鋯氧化物以及銅氧化物。根據(jù)理論，鉤-氧化物與其它金屬-氧化物會(huì)具有此種電阻特性，可能是因?yàn)殡娏髀窂?可由離子或空隙構(gòu)成)的破裂與形成所造成的，且剩余的電流路徑將決定鴿-氧化物的電阻。此處所述施加活化工藝以活化金屬-氧化物的方法，可移除金屬-氧化物材料內(nèi)不必要的漏電路徑。因此，金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的編程操作電壓將可降低，進(jìn)而降低存儲(chǔ)元件的電應(yīng)力。因此，此處所述的方法也可適用于其它金屬-氧化物，只要其電阻切換特性與電流路徑的破裂與形成相關(guān)。圖16為集成電路1610的簡(jiǎn)化方塊圖，其可應(yīng)用此處所述切換金屬-氧化物存儲(chǔ)元件電阻的操作方法。集成電路1610包括存儲(chǔ)單元陣列1612，且存儲(chǔ)單元具有可編程至多個(gè)電阻狀態(tài)的金屬-氧化物存儲(chǔ)元件，其中，電阻狀態(tài)包括低電阻狀態(tài)與高電阻狀態(tài)。具有活化、讀取及編程模式的字線譯碼器1614乃耦接至多個(gè)沿存儲(chǔ)單元陣列1612的列排列的字線1616，并與字線1616電性連接。位線(行)譯碼器1618被耦接并電性連接至多個(gè)條沿著存儲(chǔ)單元陣列1612的行排列的位線1620，以活化及編程陣列1612內(nèi)具有金屬-氧化物的存儲(chǔ)單元(圖未示)。地址是透過總線1622提供至字線譯碼器及驅(qū)動(dòng)器1614與位線譯碼器1618。方塊1624中的感應(yīng)電路(感應(yīng)放大器)與數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)包括活化、讀取與編程模式的電壓及/或電流來源，其是透過數(shù)據(jù)總線1626耦接至位線譯碼器1618。數(shù)據(jù)是由集成電路1610上的輸入/輸出端或其它內(nèi)部或外部的數(shù)據(jù)來源，透過數(shù)據(jù)輸入線1628傳送至方塊1624的數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)。集成電路1610亦可包括其它電路1630，如一般用途的處理器、特定用途的應(yīng)用電路或是可提供此陣列1612所支持的系統(tǒng)單芯片功能的多個(gè)模塊的組合。數(shù)據(jù)是由方塊1624中的感應(yīng)放大器，透過數(shù)據(jù)輸出線1632，傳送至集成電路1610上的輸入/輸出端，或其它集成電路1610內(nèi)或外的數(shù)據(jù)目的地。集成電路1610具有控制器1634，其是用于陣列1612內(nèi)存儲(chǔ)單元的活化、讀取與編程模式。于本實(shí)施例中，控制器1634是以偏壓調(diào)整狀態(tài)機(jī)構(gòu)來控制偏壓電路電壓及電流源1636，以施加包括活化、讀取及編程的調(diào)整偏壓至字線1616、位線1620及某些實(shí)施例的源極線。控制器1634可利用
技術(shù)領(lǐng)域：
中已知的特殊目的邏輯電路來實(shí)作。于其它實(shí)施方式中，控制器1634可包括一般用途的處理器以執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序來控制元件的操作，而該處理器可以實(shí)作于相同的集成電路上。于另外的實(shí)施方式中，控制器1634可利用特殊目的邏輯電路與一般用途的處理器的組合來實(shí)作。如圖16所示，外部電壓源1680耦接至集成電路1610，以提供裝置操作時(shí)所需的供應(yīng)電壓。如前所述，由于活化工藝可達(dá)成以低電壓切換鎢-氧化物存儲(chǔ)元件，故電壓源1680可提供相對(duì)較低的電壓。于實(shí)施例中，電壓源1680的供應(yīng)電壓可大于或大致等于編程使用的脈沖高度，且小于活化工藝所使用的脈沖高度。因此，方塊1636的偏壓電路可包括電荷泵浦，以獲得活化工藝所需的較高電壓。于其它實(shí)施例中，活化工藝可利用工藝中于生產(chǎn)在線與集成電路1610連接的設(shè)備來施加，如測(cè)試設(shè)備，進(jìn)而將活化調(diào)整偏壓施加至陣列1612的金屬-氧化物存儲(chǔ)元件。如圖17所示，陣列1612的各存儲(chǔ)單元均包括存取晶體管(或其它存取裝置，如二極管)以及金屬-氧化物存儲(chǔ)元件。如圖所示，四個(gè)存儲(chǔ)單元1730、1732、1734、1736分別具有存儲(chǔ)元件1740、1742、1744、1746，其用以代表可包括數(shù)百萬存儲(chǔ)單元的陣列的一部分。存儲(chǔ)元件可編程至多個(gè)電阻狀態(tài)，包括低電阻狀態(tài)與高電阻狀態(tài)。各存儲(chǔ)單元1730、1732、1734、1736的存取晶體管的源極，共同連接至終止于源極線終端電路1755的源極線1754，其是作為接地端。于其它實(shí)施例中，存取裝置的源極線并未電性連接，而是可獨(dú)立控制。源極線終端電路1755可包括偏壓電路，如電壓源與電流源，于其它實(shí)施例中，其可包括施加調(diào)整偏壓至源極線1754的譯碼電路。包括字線1756、1758在內(nèi)的多個(gè)字元線沿第一方向延伸，字線1756、1758與字線譯碼線1614電性連接。存儲(chǔ)單元1730、1734的存取晶體管的柵極被連接至字線1756，且存儲(chǔ)單元1732、1736的存取晶體管的柵極乃共同連接至字線1758。包括位線1760、1762在內(nèi)的多個(gè)字元線沿第二方向延伸，并與位線譯碼器1618電性連接。于實(shí)施例中，各存儲(chǔ)元件是排列于對(duì)應(yīng)存取裝置的漏極與對(duì)應(yīng)位線之間。此外，存儲(chǔ)元件亦可位于對(duì)應(yīng)存取裝置的源極側(cè)上。應(yīng)了解的是，存儲(chǔ)單元陣列1612并不僅限于圖17所示的結(jié)構(gòu)組態(tài)，其亦可采用其它結(jié)構(gòu)組態(tài)。此外，除了MOS晶體管外，某些實(shí)施例也可使用雙極晶體管或二極管來作為存取裝置。于操作過程中，陣列1612的存儲(chǔ)單元可根據(jù)存儲(chǔ)元件的電阻來儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。欲確定數(shù)據(jù)數(shù)值，可透過感應(yīng)電路的感應(yīng)放大器1624比較選定存儲(chǔ)單元位線的電流與適當(dāng)?shù)膮⒖茧娏?。而參考電流是可使使特定范圍?nèi)的電流被邏輯判斷為0，而不同范圍內(nèi)的電流被邏輯判斷為1。于具有三個(gè)以上狀態(tài)的存儲(chǔ)單元內(nèi)，參考電流則可使不同范圍的位線電流分別對(duì)應(yīng)至各狀態(tài)。欲對(duì)陣列1612的存儲(chǔ)單元進(jìn)行活化、讀取或?qū)懭氩僮鲿r(shí)，可施加適當(dāng)大小的電壓至字線1756或1758，并使位線1760或1762耦接至一電壓，而使電流流經(jīng)該存儲(chǔ)單元。舉例來說，流經(jīng)選定存儲(chǔ)單元(于本例中為存儲(chǔ)單元1730，其具有存儲(chǔ)元件1740)的電流路徑1780的建立，是透過施加足以開啟存儲(chǔ)單元1730的晶體管的電壓至位線1760、字線1756與源極線1754,而讓路徑1780內(nèi)的電流由位線1760流向源極線1754，或由源極線1754流向位線1760。至于電壓的大小與施加時(shí)間，則視所進(jìn)行的操作而定。于存儲(chǔ)單元1730的存儲(chǔ)元件1740的活化操作中，偏壓電路(如圖16的偏壓電路電壓及電流源1636)被耦接至陣列1612，并可施加前述具有一個(gè)以上脈沖的活化調(diào)整偏壓至位線1760及/或字線1756及/或源極線1754，以誘發(fā)路徑1780內(nèi)的電流。而穿越存儲(chǔ)元件1740的脈沖可提供活化能至存儲(chǔ)元件1740，以改變存儲(chǔ)元件1740的電阻狀態(tài)，使之由低電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變至高電阻狀態(tài)。于其它活化工藝的實(shí)施例中，脈沖可利用生產(chǎn)在線與芯片連接的設(shè)備來施加，如測(cè)試設(shè)備。于活化操作后，可施加適當(dāng)?shù)碾妷褐廖痪€1760、字線1756與源極線1754，以于路徑內(nèi)形成電流而讀取及寫入存儲(chǔ)單元1730。于存儲(chǔ)單元1730的讀取(或感應(yīng))操作中，字線譯碼器1614可協(xié)助提供適當(dāng)電壓至字線1756，以開啟存儲(chǔ)單元1730的存取晶體管。位線譯碼器1618可于一段適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)協(xié)助提供適當(dāng)大小的電壓至位線1760，以誘發(fā)路徑1780內(nèi)的電流，且此電流并不會(huì)改變存儲(chǔ)元件1740的電阻狀態(tài)。于位線1760上且流經(jīng)存儲(chǔ)元件1740的電流是與存儲(chǔ)元件1740的電阻大小及存儲(chǔ)單元1730內(nèi)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)數(shù)值有關(guān)。因此，欲確定儲(chǔ)存于存儲(chǔ)單元1730內(nèi)的數(shù)據(jù)數(shù)值為何，可透過感應(yīng)電路的感應(yīng)放大器1624比較位線1760的電流與適當(dāng)?shù)膮⒖茧娏?。于編程欲?chǔ)存于存儲(chǔ)單元1730的數(shù)據(jù)數(shù)值的操作中，耦接陣列1612的偏壓電路(舉例來說，參見圖16的偏壓電路龜壓及電流源1636)將施加如前所述包括一個(gè)以上脈沖的編程調(diào)整偏壓至位線1760及/或字線1756及/或源極線1754，以誘發(fā)路徑1780內(nèi)的電流。而穿越存儲(chǔ)元件1740的脈沖可改變存儲(chǔ)元件1740的電阻狀態(tài)，使之在多個(gè)電阻狀態(tài)，如低電阻狀態(tài)及高電阻狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變。雖然本發(fā)明已參照實(shí)施例來加以描述，然本發(fā)明創(chuàng)作并未受限于其詳細(xì)描述內(nèi)容。替換方式及修改樣式系已于先前描述中所建議，且其它替換方式及修改樣式將為熟習(xí)此項(xiàng)技藝的人士所思及。特別是，所有具有實(shí)質(zhì)上相同于本發(fā)明的構(gòu)件結(jié)合而達(dá)成與本發(fā)明實(shí)質(zhì)上相同結(jié)果者，皆不脫離本發(fā)明的精神范疇。因此，所有此等替換方式及修改樣式系意欲落在本發(fā)明于隨附權(quán)利要求范圍及其均等物所界定的范疇之中。權(quán)利要求1、一種制造一存儲(chǔ)裝置的方法，其特征在于，該方法包括形成一金屬-氧化物存儲(chǔ)元件；以及在該形成步驟后，施加一活化能至該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件于形成后具有一初始電阻；以及施加該活化能的步驟可增加該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的該初始電阻。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，施加該活化能的步驟包括進(jìn)行一活化退火工藝。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件可編程至多個(gè)電阻狀態(tài)，包括一低電阻狀態(tài)與一高電阻狀態(tài)；以及施加該活化能的步驟包括,施加一穿越該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的活化調(diào)整偏壓，以將該電阻狀態(tài)由該低電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變至該高電阻狀態(tài)。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，該高電阻狀態(tài)為該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件用以表示數(shù)據(jù)的最高電阻狀態(tài)。6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，更包括形成一偏壓電路，該偏壓電路被耦接至該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件，并用以施加該活化調(diào)整偏壓。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該偏壓電路更用以施加穿越該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的多個(gè)調(diào)整偏壓，以在該高電阻狀態(tài)與該低電阻狀態(tài)之間改變?cè)撾娮锠顟B(tài)，該多個(gè)調(diào)整偏壓包括一第一調(diào)整偏壓，用以將該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的該電阻狀態(tài)由該高電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變至該低電阻狀態(tài)；以及一第二調(diào)整偏壓，用以將該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的該電阻狀態(tài)由該低電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變至該高電阻狀態(tài)。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于該活化調(diào)整偏壓提供一第一能量至該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件；以及該第二調(diào)整偏壓提供一第二能量至該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件，且該第二能量小于該第一能量。9、根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于該活化調(diào)整偏壓包括一穿越該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的第一脈沖，該第一脈沖具有一脈沖寬度與一脈沖高度；以及該第二調(diào)整偏壓包括一穿越該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的第二脈沖，該第二脈沖具有一脈沖寬度與一脈沖高度，且該第二脈沖的該脈沖高度小于該第一脈沖的該脈沖高度。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，該第一及第二脈沖分別具有一穿越該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的電壓極性，且該第一脈沖的該電壓極性與該第二脈沖的該電壓極性相同。11、根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，該第一調(diào)整偏壓包括一穿越該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的第三脈沖，該第三脈沖具有一脈沖寬度與一脈沖高度，且該第三脈沖的該脈沖高度小于該第一脈沖的該脈沖高度。12、根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于該第一及第二脈沖具有一穿越該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的第一電壓極性；以及該第三脈沖具有一穿越該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的第二電壓極性，且該第二電壓極性與該第一電壓極性相反。13、根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，該第一、第二及第三脈沖穿越該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的電壓極性相同。14、根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，該第三脈沖的該脈沖寬度大于該第二脈沖的該脈沖寬度。15、根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，該第一、第二及第三脈沖的脈沖寬度大致相同。16、根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于該第一脈沖的該脈沖高度大于一耦接至該存儲(chǔ)裝置的供應(yīng)電壓；以及該第二脈沖的該脈沖高度小于耦接至該存儲(chǔ)裝置的該供應(yīng)電壓。17、一種存儲(chǔ)裝置，其特征在于，包括一金屬-氧化物存儲(chǔ)元件，其可編程至多個(gè)電阻狀態(tài)，包括一低電阻狀態(tài)與一高電阻狀態(tài)；以及一偏壓電路，用以施加穿越該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的調(diào)整偏壓，該調(diào)整偏壓包括一活化調(diào)整偏壓，該活化調(diào)整偏壓用以施加一活化能至該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件。18、根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，該高電阻狀態(tài)為該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件用以表示數(shù)據(jù)的最高電阻狀態(tài)。19、根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，該活化調(diào)整偏壓用以將該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的該電阻狀態(tài)由該低電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變至該高電阻狀態(tài)，且該調(diào)整偏壓更包括一第一調(diào)整偏壓，用以將該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的該電阻狀態(tài)由該高電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變至該低電阻狀態(tài)；以及一第二調(diào)整偏壓，用以將該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的該電阻狀態(tài)由該低電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變至該高電阻狀態(tài)。20、根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于該活化調(diào)整偏壓提供一第一能量至該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件；以及該第二調(diào)整偏壓提供一第二能量至該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件，且該第二能量小于該第一能量。21、根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于該活化調(diào)整偏壓包括一穿越該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的第一脈沖，該第一脈沖具有一脈沖寬度與一脈沖高度；以及該第二調(diào)整偏壓包括一穿越該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的第二脈沖，該第二脈沖具有一脈沖寬度與一脈沖高度，且該第二脈沖的該脈沖高度小于該第一脈沖的該脈沖高度。22、根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，該第一及第二脈沖分別具有一穿越該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的電壓極性，且該第一脈沖的該電壓極性與該第二脈沖的該電壓極性相同。23、根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，該第一調(diào)整偏壓包括一穿越該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的第三脈沖，該第三脈沖具有一脈沖寬度與一脈沖高度，且該第三脈沖的該脈沖高度小于該第一脈沖的該脈沖高度。24、根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于該第一及第二脈沖具有一穿越該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的第一電壓極性；以及該第三脈沖具有一穿越該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的第二電壓極性，且該第二電壓極性與該第一電壓極性相反。25、根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，該第一、第二及第三脈沖穿越該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件的電壓極性相同。26、根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，該第三脈沖的該脈沖寬度大于該第二脈沖的該脈沖寬度。27、根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，該第一、第二及第三脈沖的脈沖寬度大致相同。28、根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于該第一脈沖的該脈沖高度大于一耦接至該存儲(chǔ)裝置的供應(yīng)電壓；以及該第二脈沖的該脈沖高度小于耦接至該存儲(chǔ)裝置的該供應(yīng)電壓。全文摘要本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的電脈沖電壓操作方法。本發(fā)明所揭露的存儲(chǔ)裝置制造方法包括形成金屬-氧化物存儲(chǔ)元件，以及施加活化能至該金屬-氧化物存儲(chǔ)元件。于本發(fā)明的實(shí)施例中，活化能的施加可通過施加電能及/或熱能至金屬-氧化物存儲(chǔ)元件來達(dá)成。文檔編號(hào)G11C16/30GK101577309SQ20091013799公開日2009年11月11日申請(qǐng)日期2009年5月5日優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日發(fā)明者張國彬,簡(jiǎn)維志,賴二琨,陳逸舟申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司