本發(fā)明涉及相變存儲元件的修復(fù)方法，特別是基于包含硫?qū)倩锛捌渌牧系南嘧兇鎯υ男迯?fù)方法。

背景技術(shù)：

以相變?yōu)榛A(chǔ)的存儲材料，例如硫?qū)倩锘蚱渌愃频牟牧峡梢酝ㄟ^施加合適的電流而導(dǎo)致在一非晶相與一結(jié)晶相之間相變。非晶相具有比結(jié)晶相更高的電阻率，其可以很容易被感應(yīng)而作為指示數(shù)據(jù)之用。進(jìn)而利用這些特性制作出可進(jìn)行隨機(jī)存取的讀取或?qū)懭氲姆菗]發(fā)存儲器，即相變存儲器。

相變存儲器的數(shù)據(jù)是通過此相變材料的主動區(qū)域在非晶相與結(jié)晶相之間的轉(zhuǎn)換而存儲。例如，可通過施加一低壓電流脈沖來將存儲單元中的相變材料加熱到高于一轉(zhuǎn)換溫度，以使主動區(qū)域中的相變存儲材料自非晶相轉(zhuǎn)變至結(jié)晶相，進(jìn)而將熱相變材料的電阻狀態(tài)自初始電阻狀態(tài)100或高電阻狀態(tài)102轉(zhuǎn)換至低電阻狀態(tài)101的改變，以下指稱為設(shè)置(set)。另外，也可通過施加短暫的高電流密度脈沖融化或破壞相變存儲材料的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，使得至少部份相變材料得以維持在非晶相的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使熱相變材料的電阻狀態(tài)自低電阻狀態(tài)101至高電阻狀態(tài)102的改變，以下指稱為重置(reset)。

請參照圖1，圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)繪出的相變存儲器中具有不同電阻狀態(tài)的存儲單元的數(shù)量(位計數(shù))分布圖。其中，每一個存儲單元可通過設(shè)置或重置而具有至少一個高電阻狀態(tài)102或一個低電阻狀態(tài)101。每一種電阻狀態(tài)對應(yīng)一個彼此不重疊的電阻范圍。其中，低電阻狀態(tài)101的最高電阻R1與高電阻狀態(tài)102的最低電阻R2之間的差值可定義出一讀取區(qū)間，用來區(qū)分存儲單元是在低電阻狀態(tài)101或是高電阻狀態(tài)102。存儲在存儲單元中的數(shù)據(jù)，可以通過感應(yīng)存儲單元的電阻值是高于或低于此讀取區(qū)間 內(nèi)的臨界電阻值103，來決定此存儲單元是對應(yīng)至低電阻狀態(tài)101的″0″狀態(tài)或是對應(yīng)至高電阻狀態(tài)102的″1″狀態(tài)。

然而，在經(jīng)歷多次重置及/或設(shè)置操作后，相變存儲材料會因為重置及/或設(shè)置操作的次數(shù)、存儲單元陣列中的位置差異、工藝條件或所暴露的環(huán)境溫度因素而產(chǎn)生老化現(xiàn)象，而造成相變存儲材料電子特性(包含電阻狀態(tài)、電流-電阻關(guān)系或其他電子特性)的偏移。例如，在高電阻狀態(tài)102的存儲單元會因為重置及/或設(shè)置操作所施加的電能或熱應(yīng)力，使主動區(qū)域中的相變存儲材料重新結(jié)晶而產(chǎn)生電阻逐漸降低的現(xiàn)象，導(dǎo)至操作電流越來越高。甚至因為高電阻狀態(tài)102的最低電阻R2小于臨界電阻值103而產(chǎn)生位錯誤(bit error)的問題。

因此，有需要提供一種更先進(jìn)的相變存儲器元件的修復(fù)方法，以改善現(xiàn)有技術(shù)所面臨的相變存儲材料老化的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本說明書的一實施例是在提供一種相變存儲器元件的修復(fù)方法，此修復(fù)方法包括下述步驟：首先，提供至少一個存儲單元，使此存儲單元包含具有偏移(shift)電流-電阻特性函數(shù)的相變存儲材料。接著，對相變存儲材料施加一回復(fù)應(yīng)力(healing stress)，使相變存儲材料的偏移電流-電阻特性函數(shù)轉(zhuǎn)換為初始(initial)電流-電阻特性函數(shù)。其中，偏移電流-電阻特性函數(shù)為電流-電阻特性函數(shù)的平移函數(shù)(translation of function)。

本說明書的另一實施例是在提供一種相變存儲器元件的操作方法，此一操作方法包括下述步驟：首先，提供具有多個存儲單元的相變存儲器元件，其中每一個存儲單元具有相變存儲材料。接著，使至少一個存儲單元的相變存儲材料具有偏移電流-電阻特性函數(shù)，并設(shè)定具有偏移電流-電阻特性函數(shù)的存儲單元為第一狀態(tài)。然后，對至少一個具有第一狀態(tài)的存儲單元施加一回復(fù)應(yīng)力，使存儲單元的該偏移電流-電阻特性函數(shù)轉(zhuǎn)換為初始電流-電阻特性函數(shù)；其中，偏移電流-電阻特性函數(shù)實質(zhì)為電流-電阻特性函數(shù)的平移函數(shù)。并將具有初始電流-電阻特性函數(shù)的存儲單元設(shè)定為第二狀態(tài)。再通過第一狀態(tài)及第二狀態(tài)，在這些存儲器胞元中讀取數(shù)據(jù)。

根據(jù)上述實施例，本發(fā)明是在提供一種相變存儲器元件的修復(fù)方法，通過對存儲單元的相變存儲材料施加回復(fù)應(yīng)力，使(因為重置及/或設(shè)置操作的次數(shù)、在陣列中的結(jié)構(gòu)、材料的變動、工藝條件或所暴露的環(huán)境溫度因素)老化的相變存儲材料的電子特性，例如相變存儲器材料的電流-電阻特性函數(shù)，由偏移的狀態(tài)回復(fù)到一開始的初始狀態(tài)。以解決現(xiàn)有技術(shù)因存儲單元的相變存儲材料老化所導(dǎo)致的操作電流增加，甚至產(chǎn)生瑕疵存儲單元的問題。

另外，利用相變存儲器材料的偏移電流-電阻特性函數(shù)和初始電流-電阻特性函數(shù)二者之間的可回復(fù)性，來提供存儲單元另一種數(shù)據(jù)存取的方式。據(jù)以在不改變相變存儲器元件的結(jié)構(gòu)，大幅提升數(shù)據(jù)的存儲密度。

附圖說明

為了對本發(fā)明的上述實施例及其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，特舉數(shù)個較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下：

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)繪出的相變存儲器中具有兩種電阻狀態(tài)的存儲單元的數(shù)量分布圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實施例繪出的相變存儲器元件存儲器陣列中存儲單元的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一實施例繪出的現(xiàn)有存儲單元中相變材料的電流-電阻關(guān)系圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實施例繪出的相變存儲器元件的簡化電路方塊圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一實施例繪出的一種修復(fù)相變存儲器元件的存儲單元中相變存儲材料的方法流程圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例繪出的一種修復(fù)相變存儲器元件的存儲單元中相變存儲材料的方法流程圖；以及

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一實施例所繪出的的相變存儲器元件的操作方法。

【符號說明】

100：初始電阻狀態(tài) 101：低電阻狀態(tài)

102：高電阻狀態(tài) 103：臨界電阻值

200：存儲單元 201：底電極

202：介電層 203：存儲層

203a：主動區(qū)域 204：頂電極

301：初始電流-電阻特性函數(shù)

302：偏移電流-電阻特性函數(shù)

303：箭號 1010：相變存儲器元件

1012：存儲器陣列 1014：字符線譯碼器

1016：字符線 1018：位線譯碼器

1020：位線 1022：總線

1024：感應(yīng)電路與數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)

1026：數(shù)據(jù)總線 1028：數(shù)據(jù)輸入線

1030：其它電路 1032：數(shù)據(jù)輸出線

1034：控制器 1036：偏壓電路

S51：提供一個相變存儲器元件，使其包含至少一個具有相變存儲材料的存儲單元，且使相變存儲材料具有偏移電流-電阻特性函數(shù)

S52：對相變存儲材料進(jìn)行烘烤工藝

S53：進(jìn)行檢測步驟，以確認(rèn)偏移電流-電阻特性函數(shù)是否轉(zhuǎn)換為初始電流-電阻特性函數(shù)

S54：決定是否對修復(fù)后的存儲單元進(jìn)行另一次重寫入步驟

S55：將另一個應(yīng)力電流施加于存儲單元的相變存儲材料上，使相變存儲材料的初始電流-電阻特性函數(shù)再轉(zhuǎn)換為偏移電流-電阻特性函數(shù)

S61：提供一個相變存儲器元件，使其至少包含一個具有相變存儲材料的存儲單元，且此相變存儲材料具有偏移電流-電阻特性函數(shù)

S62：對相變存儲材料施加一回復(fù)電流

S63：進(jìn)行檢測步驟，以確認(rèn)偏移電流-電阻特性函數(shù)是否轉(zhuǎn)換為初始電流-電阻特性函數(shù)

S64：決定是否對修復(fù)后的存儲單元進(jìn)行另一次重寫入步驟

S65：再將一應(yīng)力電流施加于存儲單元200的相變存儲材料上，使相變存儲材料的初始電流-電阻特性函數(shù)再轉(zhuǎn)換為偏移電流-電阻特性函數(shù)

71：提供具有多個存儲單元的相變存儲器元件

72：使至少一個存儲單元的相變存儲材料具有偏移電流-電阻特性函數(shù)

73：設(shè)定具有偏移電流-電阻特性函數(shù)的存儲單元為第一狀態(tài)

74：對至少一個具有第一狀態(tài)的存儲單元施加一回復(fù)應(yīng)力，使存儲單元的該偏移電流-電阻特性函數(shù)轉(zhuǎn)換為初始電流-電阻特性函數(shù)

705：將具有初始電流-電阻特性函數(shù)的存儲單元設(shè)定為第二狀態(tài)

706：通過第一狀態(tài)及第二狀態(tài)，在存儲器胞元中讀取數(shù)據(jù)

R1：低電阻狀態(tài)的最高電阻

R2：高電阻狀態(tài)的最低電阻

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

本發(fā)明提供一種相變存儲器元件的修復(fù)方法及其應(yīng)用，可解決現(xiàn)有相變存儲材料老化的問題。為了對本發(fā)明的上述實施例及其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉數(shù)立體存儲器元件及其制作方法作為較佳實施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說明。

但必須注意的是，這些特定的實施案例與方法，并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明仍可采用其他特征、元件、方法及參數(shù)來加以實施。較佳實施例的提出，僅是用于例示本發(fā)明的技術(shù)特征，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。該技術(shù)領(lǐng)域中具有普通技術(shù)人員，將可根據(jù)以下說明書的描述，在不脫離本發(fā)明的精神范圍內(nèi)，作等同的修飾與變化。在不同實施例與附圖之中，相同的元件，將以相同的附圖標(biāo)記加以表示。

請參照圖2，圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實施例繪出的相變存儲器元件的存儲單元200的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。在本發(fā)明的一些實施例之中，一個相變存儲器元件可以包含覆數(shù)個(例如，上百萬個)存儲單元200。存儲單元200包括一底電極201、一介電層202、一存儲層203及一頂電極204。其中，底電極201延伸通過介電層202；存儲層203包含相變材料；頂電極204位于存儲層203之上。在本實施例之中，底電極201與存取裝置(未繪出)的一終端耦接，而此頂電極204則可以與一位線耦接或可作為位線的一部分。

構(gòu)成底電極201和頂電極204的材質(zhì)可以包含，例如氮化鈦(TiN)或氮化鉭(TaN)。替代地也可以包含鎢(W)、氮化鎢(WN)、氮化鈦鋁(AlTiN)、或是氮化鉭鋁(AlTaN)，或是包含一個或多個元素?fù)劫|(zhì)，此一或多個元素?fù)劫|(zhì)選自于由硅(Si)、碳(C)、鍺(Ge)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鎢、鉬(Mo)、鋁(Al)、鉭(Ta)、銅(Cu)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鑭(La)、鎳(Ni)、氮(N)、氧(O)、釕(Ru)以及其組合所構(gòu)成的一族群。

構(gòu)成存儲層203的基本相變材料包括鍺銻碲(Ge₂Sb₂Te₅)。在本發(fā)明的一些實施例中，可以在基本相變材料摻雜添加物，例如二氧化硅，而在沿著底電極201和頂電極204之間的電極間電流路徑形成添加物濃度輪廓(additive concentration profile)，進(jìn)而定義出一個由摻雜的相變材料所構(gòu)成的主動區(qū)域203a。

在本發(fā)明的一些實施例之中，主動區(qū)域203a的相變材料具有初始的電子特性。例如，當(dāng)對主動區(qū)域203a中的相變材料施加一組檢測脈沖電流，可檢測到流經(jīng)主動區(qū)域203a的電流-電阻關(guān)系。請參照圖3，圖3是根據(jù)本發(fā)明的一實施例繪出的存儲單元中相變材料的電流-電阻關(guān)系圖。其中摻雜的相變材料的電流-電阻可以構(gòu)成一函數(shù)圖形，以下簡稱初始電流-電阻特性函數(shù)301。

請參照圖4，圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實施例繪出的包括多個上述存儲器胞200的相變存儲器元件1010的簡化電路方塊圖。在本發(fā)明的一些實施例中，相變存儲器元件1010包括存儲器陣列1012、字符線譯碼器1014、多條字符線1016、位線(行)譯碼器1018、多條位線1020、總線1022以及感應(yīng)電路與數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)1024。其中，字符線1016沿著存儲器陣列1012中的列(rows)排列，字符線譯碼器1014經(jīng)由字符線1016耦合至存儲器陣列1012。位線1020沿著存儲器陣列1012中的行(columns)排列，且位線(行)譯碼器1018經(jīng)由位線1020與存儲器陣列1012電性連接，以讀取、設(shè)置和重置此陣列1012中的相變存儲單元(未繪出)。地址經(jīng)由總線1022被供應(yīng)到字符線譯碼器1014以及位線譯碼器1018。感應(yīng)電路與數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)1024是通過數(shù)據(jù)總線1026耦接至位線譯碼器1018。從相變存儲器元件1010的輸入/輸出埠、或從相變存儲器元件1010內(nèi)部或外部的其它電路1030所提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)由數(shù)據(jù)輸入線1028被輸入到感應(yīng)電路與數(shù)據(jù)輸入 結(jié)構(gòu)1024之中。從感應(yīng)電路與數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)1024輸出的數(shù)據(jù)，經(jīng)由數(shù)據(jù)輸出線1032被提供至相變存儲器元件1010外部的其它數(shù)據(jù)目的地。控制器1034可通過使用一狀態(tài)機(jī)來控制從偏壓電路1036中電壓和電流源所提供的應(yīng)用電壓和電流，以應(yīng)用于相變存儲器陣列的偏壓配置。另外，其他電路1030，例如一般應(yīng)用電路模塊(general purpose processor application circuitry)、特定應(yīng)用電路模塊(special purpose application circuitry)或二者的組合，也可以包于相變存儲器元件1010之中。

相變存儲器元件的存儲單元200在經(jīng)歷多次重置及/或設(shè)置操作后，相變存儲材料會因為讀取、重置及/或設(shè)置操作的次數(shù)或電流密度、或是因為相變存儲材料所暴露的環(huán)境因素(例如溫度或熱應(yīng)力)而產(chǎn)生電子特性的老化現(xiàn)象。而在本發(fā)明的一些實施例之中，電子特性的老化現(xiàn)象包括，初始電流-電阻特性函數(shù)301出現(xiàn)平移的現(xiàn)象。在本實施例中，初始電流-電阻特性函數(shù)301的平移現(xiàn)象可通過對存儲單元200活動區(qū)域203a中的相變材料施加一組檢測脈沖來進(jìn)行量測。

例如，請再參照圖3，當(dāng)存儲單元200的相變存儲材料出現(xiàn)電子特性的老化現(xiàn)象時，相變材料的初始電流-電阻特性函數(shù)301會轉(zhuǎn)變成偏移電流-電阻特性函數(shù)302。其中，偏移電流-電阻特性函數(shù)302實質(zhì)為初始電流-電阻特性函數(shù)301的平移函數(shù)。換句話說，初始電流-電阻特性函數(shù)301和偏移電流-電阻特性函數(shù)302二者的函數(shù)圖形實質(zhì)不變，差別僅在于函數(shù)圖形的坐標(biāo)發(fā)生相對的改變，使偏移電流-電阻特性函數(shù)302的函數(shù)圖形產(chǎn)生橫向位移(如箭號303所示)。

為了改善存儲單元200中相變存儲材料的老化現(xiàn)象，本發(fā)明的一些實施例提供了下述相變存儲器元件的修復(fù)方法。請參照圖5，圖5是根據(jù)本發(fā)明的一實施例繪出的一種相變存儲器元件的修復(fù)方法的流程圖。相變存儲器元件的修復(fù)方法包括下述步驟：首先提供一相變存儲器元件，使其包含至一個少具有相變存儲材料的存儲單元200，且此相變存儲材料具有偏移電流-電阻特性函數(shù)302(如步驟S51所示)。

如前所述，提供具有偏移電流-電阻特性函數(shù)302的相變存儲材料的存儲單元200的步驟，包括進(jìn)行設(shè)置(set)操作、重置(reset)操作或上述操作的任意組合，將一應(yīng)力電流(stress current)施加于存儲單元200的相變存儲 材料上，使相變存儲材料的初始電流-電阻特性函數(shù)301轉(zhuǎn)換為偏移電流-電阻特性函數(shù)302。另外，操作環(huán)境對相變存儲材料施加的其他電能、熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力或上述的任意組合，也會使相變存儲材料的初始電流-電阻特性函數(shù)301轉(zhuǎn)換為偏移電流-電阻特性函數(shù)302。

接著，對相變存儲材料施加一回復(fù)應(yīng)力，使相變存儲材料的偏移電流-電阻特性函數(shù)302轉(zhuǎn)換為初始電流-電阻特性函數(shù)301。在本發(fā)明的一些實施例之中，對相變存儲材料施加回復(fù)應(yīng)力的步驟包括：對相變存儲材料進(jìn)行一烘烤工藝促使相變存儲材料的偏移電流-電阻特性函數(shù)302轉(zhuǎn)換為初始電流-電阻特性函數(shù)301(如步驟S52所示)。在本實施例中，烘烤工藝的烘烤溫度，實質(zhì)介于300℃至400℃之間；且烘烤時間實質(zhì)介于1分鐘(minute)至30分鐘之間。

然后，進(jìn)行檢測步驟，以確認(rèn)偏移電流-電阻特性函數(shù)302是否轉(zhuǎn)換為初始電流-電阻特性函數(shù)301(如步驟S53所示)。若偏移電流-電阻特性函數(shù)302未轉(zhuǎn)換為初始電流-電阻特性函數(shù)301，則返回步驟S52再對相變存儲材料進(jìn)行另一次烘烤工藝，或同時增加烘烤溫度或烘烤時間。若偏移電流-電阻特性函數(shù)302已轉(zhuǎn)換為初始電流-電阻特性函數(shù)301，則可決定是否再對修復(fù)后的存儲單元200進(jìn)行另一次重寫入(rewriting)步驟(如步驟S54所示)。若要進(jìn)行初始電流-電阻特性函數(shù)的重寫入步驟，則可將另一個應(yīng)力電流施加于存儲單元200的相變存儲材料上，使圖3所示的相變存儲材料的初始電流-電阻特性函數(shù)302再轉(zhuǎn)換為偏移電流-電阻特性函數(shù)302(如步驟S55所示)。若不進(jìn)行初始電流-電阻特性函數(shù)的重寫入步驟，則完成相變存儲材料的修復(fù)操作。

請參照圖6，圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例繪出的一種相變存儲器元件的修復(fù)方法的流程圖。相變存儲器元件的修復(fù)方法包括下述步驟：首先提供一個相變存儲器元件，使其至少具有一個包含存儲材料的存儲單元200，且此相變存儲材料具有偏移電流-電阻特性函數(shù)302(如步驟S61所示)。

在本發(fā)明的一些實施例之中，提供具有偏移電流-電阻特性函數(shù)302的相變存儲材料的存儲單元200的步驟，包括對存儲單元200進(jìn)行設(shè)置操作、重置操作或上述操作的任意組合，將一應(yīng)力電流施加于存儲單元200的相變存儲材料上，以使相變存儲材料的初始電流-電阻特性函數(shù)301轉(zhuǎn)換 為偏移電流-電阻特性函數(shù)302。其中，此應(yīng)力電流具有一個上限值以及一個下限值。在本發(fā)明的一較佳實施例之中，應(yīng)力電流的大小實質(zhì)介于200微安培(μA)至500微安培之間。

接著，對相變存儲材料施加一回復(fù)應(yīng)力，使相變存儲材料的偏移電流-電阻特性函數(shù)轉(zhuǎn)換為初始電流-電阻特性函數(shù)。在本發(fā)明的一些實施例之中，對相變存儲材料施加回復(fù)應(yīng)力的步驟包括：對相變存儲材料施加一回復(fù)電流，促使相變存儲材料的偏移電流-電阻特性函數(shù)302轉(zhuǎn)換為初始電流-電阻特性函數(shù)301(如步驟S62所示)。在本發(fā)明的一些實施例中，回復(fù)電流的大小實質(zhì)介于1微安培至100微安培之間。在本實施例中，回復(fù)電流較佳介于前述應(yīng)力電流的上限值的二分之一與應(yīng)力電流的下限值的五分之一之間(即實質(zhì)介于250微安培至40微安培之間)。

然后，進(jìn)行檢測步驟，以確認(rèn)偏移電流-電阻特性函數(shù)是否轉(zhuǎn)換為初始電流-電阻特性函數(shù)(如步驟S63所示)。若偏移電流-電阻特性函數(shù)302未轉(zhuǎn)換為初始電流-電阻特性函數(shù)301，則返回步驟S62再對相變存儲材料施加另一回復(fù)電流，或同時提高回復(fù)電流的電流密度。若偏移電流-電阻特性函數(shù)302已轉(zhuǎn)換為初始電流-電阻特性函數(shù)301，則可決定是否再對修復(fù)后的存儲單元200進(jìn)行另一次重寫入步驟(如步驟S64所示)。若要進(jìn)行初始電流-電阻特性函數(shù)的重寫入步驟，則可再將一應(yīng)力電流施加于存儲單元200的相變存儲材料上，使圖3所繪出的的相變存儲材料的初始電流-電阻特性函數(shù)302再轉(zhuǎn)換為偏移電流-電阻特性函數(shù)302(如步驟S65所繪出的)。若不進(jìn)行初始電流-電阻特性函數(shù)的重寫入步驟，則完成相變存儲材料的修復(fù)操作。

由于，存儲單元200的相變存儲器材料電流-電阻的特性函數(shù)具有可由初始狀態(tài)轉(zhuǎn)換為偏離狀態(tài)，再由初始狀態(tài)轉(zhuǎn)換為偏離狀態(tài)的可回復(fù)特性。因此，可提供存儲單元200另一種有別于圖1所繪出的(通過高電阻狀態(tài)102或低電阻狀態(tài)100進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入、重寫入與讀取)的數(shù)據(jù)存取方式。

請參照圖7，圖7是根據(jù)本發(fā)明的一實施例所繪出的相變存儲器元件的操作方法。其中相變存儲器元件1010的操作包括下述步驟：首先，提供具有多個存儲單元200的相變存儲器元件(如步驟71所示)，其中每一個存儲單元具有相變存儲材料。接著，使至少一個存儲單元200的相變存儲 材料具有偏移電流-電阻特性函數(shù)302(如步驟702所示)，并設(shè)定具有偏移電流-電阻特性函數(shù)301的存儲單元為第一狀態(tài)(如步驟703所示)。然后，對至少一個具有第一狀態(tài)的存儲單元施加一回復(fù)應(yīng)力，使存儲單元200的該偏移電流-電阻特性函數(shù)302轉(zhuǎn)換為初始電流-電阻特性函數(shù)301(如步驟74所示)；其中，偏移電流-電阻特性函數(shù)302實質(zhì)為電流-電阻特性函數(shù)302的平移函數(shù)。并將具有初始電流-電阻特性函數(shù)301的存儲單元200設(shè)定為第二狀態(tài)(如步驟75所示)。再通過第一狀態(tài)及第二狀態(tài)，在這些存儲器胞元200中讀取數(shù)據(jù)(如步驟76所示)。由于，存儲單元200的電流-電阻特性函數(shù)的設(shè)定與轉(zhuǎn)換已詳述于前述實施例中，故不在此贅述。

在本實施例之中，可將受到電能、熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力或上述的任意組合影響，而具有偏移電流-電阻特性函數(shù)302的存儲單元200設(shè)定為第一狀態(tài)；并將未受電能、熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力或上述的任意組合影響，或經(jīng)過前述相變存儲材料修復(fù)方法處理后具有初始電流-電阻特性函數(shù)的存儲單元200設(shè)定為第二狀態(tài)。使圖4所示的相變存儲器元件1010可通過第一狀態(tài)及第二狀態(tài)，來對存儲器陣列1012中的這些存儲單元200進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取。

另外值得注意的是，在本發(fā)明的另外一些實施例中，相變存儲器元件1010的操作方法還包括，對至少一個具有第二狀態(tài)的存儲單元200進(jìn)行一重寫入步驟(如步驟77所示)，將具有第二狀態(tài)的存儲單元200的初始電流-電阻特性函數(shù)302轉(zhuǎn)換為一重寫入電流-電阻特性函數(shù)(未繪出)，并將具有重寫入電流-電阻特性函數(shù)的存儲單元200設(shè)定為一第三狀態(tài)(如步驟78所示)，以提供相變存儲器元件1010進(jìn)行讀取。其中重寫入電流-電阻特性函數(shù)實質(zhì)上也為初始電流-電阻特性函數(shù)301的平移函數(shù)。例如，重寫入電流-電阻特性函數(shù)可以是圖3所示的多條偏移電流-電阻特性函數(shù)302其中之一者。

根據(jù)上述實施例，本發(fā)明是在提供一種相變存儲器元件的修復(fù)方法，通過對存儲單元的相變存儲材料施加回復(fù)應(yīng)力，使(因為重置及/或設(shè)置操作的次數(shù)、在陣列中的結(jié)構(gòu)、材料的變動、工藝條件或所暴露的環(huán)境溫度因素)老化的相變存儲器材料特性，例如相變存儲器材料的電流-電阻特性函數(shù)，由偏移的狀態(tài)回復(fù)到一開始的初始狀態(tài)。以解決現(xiàn)有技術(shù)因存儲單 元的相變存儲材料老化所導(dǎo)致的操作電流增加，甚至產(chǎn)生瑕疵存儲單元的問題。

另外，利用相變存儲器材料的偏移電流-電阻特性函數(shù)和初始電流-電阻特性函數(shù)二者之間的可回復(fù)性，來提供存儲單元另一種數(shù)據(jù)存取的方式。以在不改變相變存儲器元件的結(jié)構(gòu)，大幅提升數(shù)據(jù)的存儲密度。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。