專利名稱：用于切換憶阻器件的方法和電路的制作方法
用于切換憶阻器件的方法和電路
背景技術(shù)：
憶阻器件或憶阻器是一種具有可電切換的器件電阻的新型可切換器件。憶阻器件從科學(xué)角度和技術(shù)角度都是令人關(guān)注的，并且有望用于非易失性存儲(chǔ)器(NVM)領(lǐng)域和其它領(lǐng)域。對(duì)NVM應(yīng)用來說，與成熟的CMOS技術(shù)的相容性要求憶阻器件在二進(jìn)制或其它數(shù)字模式下工作。利用憶阻器件的電阻值，來定義二進(jìn)制或其它多電平數(shù)字狀態(tài)。可靠并反復(fù)地將憶阻器件切換至期望狀態(tài)已成為重大挑戰(zhàn)。屢次觀察到，施加電壓寫脈沖經(jīng)常產(chǎn)生器件電阻的大的波動(dòng)，波動(dòng)呈對(duì)數(shù)正態(tài)分布。器件參數(shù)的這種對(duì)數(shù)正態(tài)分布的寬范圍是憶阻器件的可用性、可靠性和長久性的潛在阻礙。


圖1是憶阻器件的示例的示意剖面圖；圖2是憶阻器件的切換1-V曲線的示例；圖3是示出在閉環(huán)反饋控制下將憶阻器件切換至期望電阻值的過程的流程圖；圖4是用于將憶阻器件從高阻態(tài)切換至低阻態(tài)的閉環(huán)開關(guān)電路的示意電路圖；圖5是示出圖4的開關(guān)電路的被切換憶阻器件和選擇組件的電壓波形的示意圖；圖6是示出憶阻器件向兩個(gè)不同電阻值的連續(xù)切換操作的電壓波形的示意圖；圖7是用于在浮置配置下對(duì)憶阻器件進(jìn)行雙極切換的閉環(huán)開關(guān)電路的示意電路圖；以及圖8是用于在接地配置下對(duì)憶阻器件進(jìn)行雙極切換的閉環(huán)開關(guān)電路的示意電路圖。
具體實(shí)施例方式下面的描述提供一種用于切換雙極憶阻器件的方法和用于這種切換的相關(guān)控制電路。本發(fā)明中使用的憶阻器件是一種開關(guān)器件，開關(guān)器件的電阻表示開關(guān)器件的開關(guān)狀態(tài)，并且電阻取決于向器件施加的電壓和電流的歷史記錄。術(shù)語“雙極”是指可以通過施加一個(gè)極性的開關(guān)電壓將器件從低阻態(tài)(LRS)切換至高阻態(tài)(HRS)，以及可以通過施加相反極性的開關(guān)電壓將器件從高阻態(tài)切換至低阻態(tài)。圖1以示意圖的形式示出雙極憶阻器件100的示例。在圖1所示的實(shí)施例中,憶阻器件是具有上電極120和下電極110的雙端器件。在這兩個(gè)電極之間布置有源區(qū)122，其中在有源區(qū)122發(fā)生切換行為。開關(guān)器件100的有源區(qū)122包括開關(guān)材料以及弱離子導(dǎo)體，開關(guān)材料可以是半導(dǎo)電的或者名義絕緣的。開關(guān)材料包含摻雜劑，摻雜劑在足夠強(qiáng)的電場下可以被驅(qū)使漂移經(jīng)過開關(guān)材料，這導(dǎo)致憶阻器件的電阻變化。憶阻器件100可以用作例如用于存儲(chǔ)數(shù)字信息的非易失性存儲(chǔ)單元。這樣的存儲(chǔ)單元可以合并成交叉結(jié)構(gòu)，以提供大儲(chǔ)存容量。可以利用許多不同的具有各自適合的摻雜劑的材料，來作為開關(guān)材料。具有適合的開關(guān)屬性的材料包括過 渡金屬和稀土金屬的氧化物、硫化物、硒化物、氮化物、碳化物、磷化物、砷化物、氯化物和溴化物。適合的開關(guān)材料還包括諸如Si和Ge之類的元素半導(dǎo)體以及諸如II1-V和I1-VI族化合物半導(dǎo)體之類的化合物半導(dǎo)體?？赡艿拈_關(guān)材料的羅列不是詳盡的，并且不限制本發(fā)明的范圍。用于改變開關(guān)材料的電特性的摻雜劑種類取決于所選的開關(guān)材料的具體類型，并且可以是陽離子、陰離子或空穴，或者是作為電子施主或電子受主的雜質(zhì)。例如，在諸如TiO2之類的過渡金屬氧化物的情況下，摻雜劑種類可以是氧空位。對(duì)于GaN來說，摻雜劑種類可以是氮化物空位或硫離子。對(duì)于化合物半導(dǎo)體來說，摻雜劑可以是η型雜質(zhì)或P型雜質(zhì)。如圖1所示，作為示例，在一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)材料可以是Ti02。在此情況下，開關(guān)材料可以攜帶的并且可以被運(yùn)輸穿過開關(guān)材料的摻雜劑是氧空位(％2+)。通過控制有源區(qū)122中開關(guān)材料中的氧空位的濃度和分布，可以使納米級(jí)開關(guān)器件100在“接通”狀態(tài)和“關(guān)斷”狀態(tài)之間開關(guān)。當(dāng)在上電極120和下電極110之間施加DC開關(guān)電壓時(shí)，跨有源區(qū)122建立電場?？梢酝ㄟ^具有閉環(huán)反饋控制的開關(guān)電路132提供開關(guān)電壓和開關(guān)電流，這將在下文中給出詳細(xì)描述?？缬性磪^(qū)122的電場如果具有足夠的強(qiáng)度和合適的極性，則可以驅(qū)動(dòng)氧空位通過開關(guān)材料向上電極120漂移，從而使器件轉(zhuǎn)變至“接通”狀態(tài)。如果電場的極性反轉(zhuǎn)，則摻雜劑可以沿相反的方向遠(yuǎn)離上電極120漂移穿過開關(guān)材料，從而使器件轉(zhuǎn)變至“關(guān)斷”狀態(tài)。以此方式，切換是可逆的且可以反復(fù)進(jìn)行。由于使摻雜劑漂移需要相對(duì)大的電場，所以在移除開關(guān)電壓之后，摻雜劑的位置在開關(guān)材料中保持穩(wěn)定。因?yàn)槭褂孟喾礃O性的電壓來接通和關(guān)閉器件，因此切換是雙極的?？梢酝ㄟ^向下電極110和上電極120施加讀取電壓，來檢測這兩個(gè)電極之間的電阻，來讀取開關(guān)器件100的狀態(tài)。讀取電壓通常比為引起離子摻雜劑在上電極和下電極之間漂移而需要的閾值電壓低得多，使得讀取操作不改變開關(guān)器件的阻態(tài)。在圖1的實(shí)施例中，開關(guān)器件的有源區(qū)122具有兩個(gè)子區(qū)域或子層:主區(qū)域124和副區(qū)域126。主區(qū)域124是切換行為發(fā)生的主要場所。在器件的最初形成狀態(tài)中，主區(qū)域124具有相對(duì)低的摻雜濃度，而副區(qū)域126具有相對(duì)高的摻雜水平。副區(qū)域126充當(dāng)摻雜劑源/漏。在切換操作過程中，可以將摻雜劑從副區(qū)域126驅(qū)動(dòng)到主區(qū)域124內(nèi)，或者從主區(qū)域驅(qū)動(dòng)到副區(qū)域內(nèi)，以改變主區(qū)域`中的摻雜劑分布，從而改變主區(qū)域上的導(dǎo)電性。例如，主區(qū)域124可以包含具有原始很低的缺氧率(即低氧空位)的TiO2，并且副區(qū)域126可以由在化學(xué)計(jì)量上接近于TiO2但是具有高氧空位水平的氧化鈦材料(Ti02_x)形成。上電極120可以由諸如鉬(Pt)之類的不與開關(guān)材料發(fā)生反應(yīng)的金屬形成。下電極可以由諸如Pt和Ti的混合物之類的不同導(dǎo)體形成。Pt上電極120與主區(qū)域124中的TiO2開關(guān)材料的分界面生成肖特基型耗盡區(qū)。相反，下電極110和副區(qū)域126中的富摻雜材料之間的分界面可以形成歐姆型接觸。最初，在主區(qū)域的開關(guān)材料中具有低摻雜水平條件下，主區(qū)域124中的肖特基型勢壘的高度和寬度可能是大的，這使得電子難以穿透。因此，器件具有相對(duì)高的電阻。當(dāng)施加使器件轉(zhuǎn)變成“接通”的開關(guān)電壓時(shí)，氧空位可以從副區(qū)域126朝著上電極120漂移到主區(qū)域中。主區(qū)域中增加的摻雜劑濃度和/或改變的分布能夠顯著降低肖特基型勢壘的高度和/或?qū)挾?。因此，電子能夠更容易地穿透分界面，這導(dǎo)致開關(guān)器件的總電阻明顯下降。如上面提到的，可以通過施加開關(guān)電壓來改變雙極憶阻器件的阻態(tài)，并且最終的阻態(tài)取決于切換的歷史記錄。作為示例，圖2示出具有50X50nm2的器件結(jié)尺寸的TiPt/Ti02/Pt開關(guān)器件的切換1-V曲線。切換1-V跡線140是通過利用預(yù)設(shè)的順從電流(Icomp)強(qiáng)度掃描外部偏壓而獲得的。切換極性是:向上電極施加的負(fù)偏壓將器件從高阻態(tài)切換至低阻態(tài)(即“接通”切換)，而正偏壓將器件從LRS切換至HRS (即“關(guān)斷”切換)。因此，O - -V - O - +V - O的雙極往返電壓掃描形成完整的切換循環(huán)，該切換循環(huán)可預(yù)期將器件返回至其原始狀態(tài)。圖2中的切換循環(huán)是利用對(duì)于“接通”/ “關(guān)斷”切換分別設(shè)置在175 μ A/200 μ A的Icomp獲得的。器件的最終電阻值是1-V曲線在V=O處的斜率。利用順從電流掃描電壓的應(yīng)用傳統(tǒng)上已被用作用于控制憶阻器件的切換的方式。1-V曲線以及獲得的最終電阻取決于Icomp的強(qiáng)度。在“接通”切換中較高的Icomp將器件切換至更導(dǎo)電的狀態(tài)。盡管使用Icomp作為切換控制的方式是方便的，但是該方法并不普遍適用。為了提供對(duì)切換過程的改進(jìn)控制，以獲得更窄的最終阻值分布，提供一種使用閉環(huán)反饋控制的方法。圖3示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的切換方法。在這種方法中，施加電流斜坡，使電流斜坡流過被切換的憶阻器件(步驟160)。電流斜坡的極性確定將憶阻器件切換至較低阻態(tài)還是較高阻態(tài)。在電流斜坡期間，監(jiān)測憶阻器件的電阻(Rm)(步驟162)，并且將該電阻與目標(biāo)電阻值相比較。當(dāng)該電阻達(dá)到目標(biāo)電阻值時(shí)(步驟164)，從憶阻器件中移除電流斜坡(步驟166)，從而設(shè)置器件的阻態(tài)?？梢岳迷撨^程將器件從較低電阻切換至較高電阻，或者從較高電阻切換至較低電阻，或者利用相同的開關(guān)電壓極性重復(fù)該過程，來將器件設(shè)置為不同的連續(xù)電阻值。電流斜坡速率可以被設(shè)計(jì)為時(shí)間的線性函數(shù)或非線性函數(shù)(例如對(duì)數(shù))，來使切換過程中電阻值過沖最小化。作為示例，圖4示出實(shí)現(xiàn)用于將憶阻器件從高阻態(tài)(HRS)轉(zhuǎn)變至低阻態(tài)(LRS)(即“接通”切換)的閉環(huán)方法的模擬反饋電路200。電路200具有用于生成電壓斜坡(Vmip)的電壓源。電壓斜坡經(jīng)由轉(zhuǎn)換電阻器Rmp和晶體管Ml被轉(zhuǎn)換成電流斜坡。電流斜坡的斜率是Rmp的值和電壓斜坡的斜率的函數(shù)。晶體管Ml是電流鏡206中的主晶體管，電流鏡206是開關(guān)電路的電流驅(qū)動(dòng)器組件。電流鏡206具有利用兩個(gè)從晶體管M2和M3實(shí)現(xiàn)的復(fù)制電流輸出。流過主晶體管Ml的電 流通過流過從晶體管M2和M3的電流被鏡像。從晶體管M2連接至憶阻器件100，而另一從晶體管M3連接至參考電阻器Rief。該配置允許同時(shí)且并行地將相同的電流斜坡(以復(fù)制的形式)施加至參考電阻器Rm和被切換的憶阻器件100。參考電阻器RMf的值被選擇為憶阻器件100應(yīng)被設(shè)置的目標(biāo)值。監(jiān)測電流斜坡期間憶阻器件100的電阻值。為此，利用憶阻器件100上的電壓降作為電阻值的指示。將憶阻器件100上的電壓降與參考電阻器Rref上的電壓降相比較。在圖4的電路中，前者由憶阻器件100的底部引線處的電壓Vm表示，而后者由參考電阻器Rref的底部引線處的電壓\表示。將這兩個(gè)電壓饋給閂鎖型比較器208，閂鎖型比較器208用作開關(guān)電路200的控制組件。在圖4的實(shí)施例中，閂鎖型比較器208是高速差分輸入電壓比較器210和提供閂鎖功能的D型觸發(fā)器212的組合。圖5分別示出VMmp、VE, Vm和H鎖型比較器208的輸出(圖4中的Vq)的波形236、240、242和244。在“接通”切換之前，憶阻器件100處于高阻態(tài)，并且其電阻高于參考電阻器RMf的電阻。在電流斜坡開始后，因?yàn)閰⒖茧娮杵骶哂泄潭娮瑁虼藚⒖茧娮杵麟妷篤r的波形240 (以反向方式)符合電壓斜坡的形狀。相比之下，由于憶阻器件100的較高初始電阻，所以電壓\的波形242最初以較陡的斜率開始。然而，隨著斜坡電流的幅度增大，摻雜劑漂移開始發(fā)生，并且憶阻器件的電阻開始下降。由于憶阻器件具有非線性1-V特性，并且在較低偏壓下更具電阻性，所以\以高度彎曲的方式前進(jìn)。電阻下降可以快速地發(fā)生，比電流的斜坡速率更快，這導(dǎo)致器件上的電壓降突然下降。這在\的波形242中被示出為回折。當(dāng)憶阻器件的電阻下降至參考電阻器的值時(shí)，Vm變得與Vk相同。這是Vm的波形242與\的波形240相交的點(diǎn)。因此，比較器210的差分輸入Vm-Vk越過零點(diǎn)至正號(hào)，并且使比較器210的輸出從邏輯低跳至邏輯高。比較器的輸出經(jīng)由D型觸發(fā)器212連接至分流晶體管M4的柵極。閂鎖輸出(Vq)保持該邏輯高，并且使分流晶體管M4導(dǎo)通，分流晶體管M4有效地旁路流過Ml的斜坡電流，并且將鏡像晶體管柵電壓(Ve)箍位回零。因此，即使Vramp可能仍在上升，電流鏡輸出晶體管(M2和M3)也被截止，并且通過憶阻器件100和參考電阻器Rref的電流斜坡被終止。通過使用具有不同值的不同參考電阻器，可以多次應(yīng)用反饋控制切換過程，來將憶阻器件的電阻設(shè)置成不同的目標(biāo)值。作為示例，圖6示出電壓Vm在兩個(gè)連續(xù)的切換操作中的波形250、254。在該示例中，為了說明目的，在兩個(gè)操作中使用了相同的電流斜坡速率和極性。在第一切換操作中，器件以高電阻值開始，并且使用具有第一目標(biāo)值的參考電阻器。憶阻器件上的電壓降由第一波形250表示。當(dāng)器件的電阻達(dá)到第一參考電阻器的電阻時(shí)，如通過波形250越過參考電阻器的電壓波形252所指示的，斜坡電流被關(guān)閉。然后，在第二切換操作中，利用具有比第一參考電阻器值小的值的第二參考電阻器來提供目標(biāo)值。與波形252相比，這被示出為第二參考電阻器上的電壓降的波形256的較小斜率。憶阻器件以接近于第一目標(biāo)值的電阻值開始。隨著斜坡電流增加，憶阻器件的電阻進(jìn)一步下降，直到憶阻器件的電阻達(dá)到第二目標(biāo)值為止，如通過器件電壓的波形254越過第二參考電阻器的波形256所指示的。在該點(diǎn)移除電流斜坡，以將器件的電阻保持在第二目標(biāo)值處或十分接近于第二目標(biāo)值。以此方式，能夠以具有小偏差的受控方式將憶阻器件設(shè)置在不同的阻態(tài)，這使得憶阻器件適合于多電平邏輯操作。返回參考圖4，為了使反饋電路更有效，應(yīng)當(dāng)考慮到降低總響應(yīng)時(shí)間，即在憶阻器件到達(dá)目標(biāo)值的時(shí)刻和電流斜坡終止的時(shí)刻之間的時(shí)間延遲。在允許的功耗預(yù)算下，期望比較器的帶寬和傳播延遲盡可能地最短。分流晶體管(M4)被設(shè)計(jì)成旁路電流斜坡，而不是關(guān)閉源自外部電路的電壓斜坡。此方式有助于避免附加時(shí)間延遲。為此，分流晶體管(M4)以及電流鏡中的輸出晶體管(M2和M3)優(yōu)選地是具有最小節(jié)點(diǎn)電容的快速切換M0SFET。因此，η溝道MOSFET因較高的遷移率和較小的節(jié)點(diǎn)電容而比對(duì)應(yīng)的P溝道MOSFET更優(yōu)選。此外，也認(rèn)為閂鎖型比較器輸出級(jí)是有用的。若沒有用于維持跳躍后的比較器輸出電平的閂鎖輸出級(jí)，則反饋電路可能發(fā)生振蕩。這是由于以下事實(shí)，即一旦電流斜坡終止，憶阻器件和Rref上的電壓降就會(huì)消失，這使得比較器差分輸入信號(hào)的極性反轉(zhuǎn)，并且使比較器輸出返回至邏輯低。由于電壓斜坡仍可能上升，所以電流鏡輸出晶體管(M2和M3)將被再次導(dǎo)通，以繼續(xù)電流斜坡。在寫入憶阻器件之后，重新初始化比較器，來為下次寫操作做準(zhǔn)備。這是通過復(fù)位(reset)信號(hào)和兩個(gè)復(fù)位晶體管(Μ5和M6)實(shí)現(xiàn)的，復(fù)位信號(hào)用于將比較器閂鎖輸出復(fù)位至邏輯低，兩個(gè)復(fù)位晶體管(M5和M6)用于設(shè)置比較器差分輸入的適當(dāng)初始極性。為了進(jìn)一步降低功耗，可以在Rramp和鏡主晶體管Ml之間放置另一 η溝道晶體管
Μ7。該晶體管Μ7的柵極由鎖存器212的 O輸出來控制。當(dāng)憶阻器件切換至“接通”狀態(tài)時(shí)，通過Ml的電流斜坡在物理上被關(guān)閉，而不是通過Μ4被旁路至地。因?yàn)棣?的溝道寬度不需要比Ml大，因此還減小了電路占用空間。應(yīng)當(dāng)注意，用于切換憶阻器件的模擬反饋電路的設(shè)計(jì)不是排它性的，并且不局限于圖4中提供的示例。例如，簡單的電流鏡并不是理想電流源。為了改進(jìn)電流鏡的諸如輸出阻抗或電壓擺幅之類的特性，可以應(yīng)用更高級(jí)的電流鏡變體，例如共源共柵放大器、寬擺共源共柵放大器或者包含運(yùn)算放大器的增益自舉電流鏡。這樣的高級(jí)電流鏡的成本是額外的占用空間和功耗。還應(yīng)當(dāng)注意，在圖4的電路中，開關(guān)電流僅沿一個(gè)方向流過憶阻器件。這是由于該電路僅用于將憶阻器件從高阻態(tài)切換至低阻態(tài)。對(duì)于雙極切換憶阻器件而言，應(yīng)實(shí)現(xiàn)通過憶阻器件的雙向電流流動(dòng)。圖7和圖8示出用于雙極切換的開關(guān)電路的兩個(gè)實(shí)施例。這兩個(gè)實(shí)施例均使用“H型橋”設(shè)計(jì)，其中憶阻器件橋接兩個(gè)或兩個(gè)以上的充當(dāng)用于SET/RESET操作的反饋驅(qū)動(dòng)器的電流鏡。首先轉(zhuǎn)向圖7，控制電路300具有兩個(gè)電流鏡302和322。每個(gè)電流鏡包括主驅(qū)動(dòng)器和兩個(gè)從驅(qū)動(dòng)器。在開關(guān)電路的左半部分，將電壓斜坡Vmp1施加至轉(zhuǎn)換電阻器Rmp1，來生成通過電流鏡302的主驅(qū)動(dòng)器304的電流斜坡，并且電流斜坡被從驅(qū)動(dòng)器306、308復(fù)制。一個(gè)從驅(qū)動(dòng)器306連接至第一參考電阻器RMfl，第一參考電阻器RMfl的值可以被選擇為用于“接通”切換操作的目標(biāo)值。另一從驅(qū)動(dòng)器308通過開關(guān)SI連接至憶阻器件100的一端。H型橋開關(guān)電路的右半部分包括電流鏡322。第二斜坡電壓Vmiip2通過轉(zhuǎn)換電阻器Rmip2被轉(zhuǎn)換成電流斜坡。斜坡電流通過電流鏡322的主驅(qū)動(dòng)器324，并且被從驅(qū)動(dòng)器326、328復(fù)制。從驅(qū)動(dòng)器326連接至參考電阻器RMf2，參考電阻器Rref2的電阻可以被選擇成提供憶阻器件100的“關(guān)斷”狀態(tài)的目標(biāo)電阻。另一從驅(qū)動(dòng)器328連接至憶阻器件的第二端，憶阻器件的第二端經(jīng)由開關(guān)S2連接至供電電壓Vdd。開關(guān)SI和S2可以被實(shí)現(xiàn)為CMOS器件，并且二者共同形成用于控制電流通過憶阻器件100的方向的逆變器。為了將憶阻器件100從高阻態(tài)(HRS)切換至低組態(tài)(LRS)，施加電壓斜坡Vrampl,并且設(shè)置開關(guān)SI和S2，使得通過從驅(qū)動(dòng)器308提供的斜坡電流沿“接通”切換的方向流過憶阻器 件100。當(dāng)憶阻器件達(dá)到參考電阻器RMfl的值時(shí)，閂鎖型比較器312切斷斜坡電流。為了將憶阻器件從低阻態(tài)(LRS)切換至高阻態(tài)(HRS)，施加電壓斜坡VMmp2。設(shè)置開關(guān)SI和S2，使得通過從驅(qū)動(dòng)器328提供的斜坡電流沿“關(guān)斷”切換的方向流過憶阻器件。當(dāng)憶阻器件的電阻達(dá)到參考電阻器RMf2的電阻時(shí)，閂鎖型比較器332切斷電流斜坡。圖8示出另一 H型橋開關(guān)電路350。電路350類似于圖7中的電路300，但是憶阻器件100處于接地配置。具體地，憶阻器件100的一端經(jīng)由開關(guān)SI連接至地，而該器件的另一端經(jīng)由電阻器352連接至電路地。相比之下，電路300中的憶阻器件100處于浮置配置，其中從驅(qū)動(dòng)器308或328中的任一從驅(qū)動(dòng)器處于憶阻器件和地之間。如上文所述，提供了閉環(huán)反饋受控過程，來控制憶阻器件向期望的阻態(tài)切換。還提供了用于實(shí)現(xiàn)閉環(huán)切換過程的電子電路的實(shí)施例。閉環(huán)切換過程針對(duì)多切換操作有效地增強(qiáng)了憶阻器件的電阻值的一致性。在上面的描述中，闡述了大量細(xì)節(jié)，以提供對(duì)本發(fā)明的理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在沒有這些細(xì)節(jié)的情況下也可實(shí)踐本發(fā)明。盡管關(guān)于有限數(shù)量的實(shí)施例公開了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)意識(shí)到由此產(chǎn)生的許多修改和變化。所附權(quán)利要求旨在覆蓋落入本發(fā)明的真正精神和范圍內(nèi)的這種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于切換憶阻器件的方法，包括: 向所述憶阻器件施加具有第一極性的第一電流斜坡； 在所述第一電流斜坡期間監(jiān)測所述憶阻器件的電阻；以及 當(dāng)所述憶阻器件的電阻達(dá)到第一目標(biāo)值時(shí)，移除所述第一電流斜坡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中監(jiān)測的步驟包括: 向具有所述目標(biāo)值的參考電阻器同時(shí)且并行地施加所述第一電流斜坡； 將所述憶阻器件上的電壓與所述參考電阻器上的電壓相比較。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中比較的步驟包括: 將所述憶阻器件上的電壓和所述參考電阻器上的電壓饋給閂鎖型比較器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中向所述憶阻器件和參考電阻器施加電流斜坡的步驟包括: 利用所述電流斜坡驅(qū)動(dòng)電流鏡，并且將所述電流鏡的輸出電流饋給所述憶阻器件和所述參考電阻器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 向所述憶阻器件施加第二電流斜坡； 在所述第二電流斜坡期間監(jiān)測所述憶阻器件的電阻； 當(dāng)所述憶阻器件的電阻達(dá)到第二電阻值時(shí)，從所述憶阻器件移除所述第二電流斜坡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二電流斜坡具有第一極性。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第二電流斜坡具有與所述第一極性相反的第二極性。
8.一種用于切換憶阻器件的開關(guān)電路，包括: 電流驅(qū)動(dòng)器組件，用于使電流斜坡流過所述憶阻器件； 控制組件，用于監(jiān)測所述憶阻器件的電阻，并且當(dāng)所述憶阻器件的電阻達(dá)到目標(biāo)值時(shí)從所述憶阻器件移除所述電流斜坡。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的開關(guān)電路，其中所述電流驅(qū)動(dòng)器組件包括電流鏡。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的開關(guān)電路，其中所述控制組件包括參考電阻器，所述參考電阻器連接至所述電流鏡，使得所述電流鏡的、復(fù)制所述電流斜坡的輸出電流流過所述參考電阻器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的開關(guān)電路，其中所述控制組件進(jìn)一步包括閂鎖型比較器，所述閂鎖型比較器連接為把所述憶阻器件的電壓和所述參考電阻器的電壓作為輸入。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的開關(guān)電路，其中所述控制組件進(jìn)一步包括用于控制所述電流斜坡通過所述憶阻器件的流向的開關(guān)。
13.一種用于切換憶阻器件的開關(guān)系統(tǒng)，包括: 第一半部和第二半部，所述第一半部和所述第二半部通過所述憶阻器件連接為形成H型橋，所述第一半部包括第一電流驅(qū)動(dòng)器組件和第一控制組件，并且所述第二半部包括第二電流驅(qū)動(dòng)器組件和第二控制組件； 其中所述第一電流驅(qū)動(dòng)器組件使第一電流斜坡沿第一方向流過所述憶阻器件，所述第一控制組件在所述憶阻器件的電阻達(dá)到第一目標(biāo)值時(shí)從所述憶阻器件移除所述第一電流斜坡，所述第二電流驅(qū)動(dòng)器組件使第二電流斜坡沿與所述第一方向相反的第二方向流過所述憶阻器件，并且所述第二控制組件在所述憶阻器件的電阻達(dá)到第二目標(biāo)值時(shí)從所述憶阻器件移除所述第二電流斜坡。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的開關(guān)電路，其中所述第一半部包括用于提供所述第一目標(biāo)值的第一參考電阻器，并且所述第二半部包括用于提供所述第二目標(biāo)值的第二參考電阻器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的開關(guān)電路，其中所述第一電流驅(qū)動(dòng)器組件和所述第二電流驅(qū)動(dòng)器組件均包括電流鏡。`
全文摘要
一種用于切換憶阻器件的方法，該方法向憶阻器件施加具有選擇極性的電流斜坡。監(jiān)測在電流斜坡期間的器件電阻。當(dāng)憶阻器件的電阻達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，移除電流斜坡。
文檔編號(hào)H03K17/30GK103229419SQ201180055717
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者弗雷德里克·佩納, 易偉, 馬修·D·皮克特 申請(qǐng)人:惠普發(fā)展公司，有限責(zé)任合伙企業(yè)