专利名称：：用以更新可编程电阻存储器的方法与装置的制作方法
技术领域：
：本发明是有关于使用了可编程电阻材料(例如相变化存储材料)高密度存储装置，以及操作此等装置的方法。
背景技术：
：相变化存储材料是广泛地用于读写光盘中。这些材料包括有至少两种固态相，包括如为非晶态的固态相，以及为结晶态的固态相。激光脉冲是用于读写光盘片中，以在二种固态相中切换，并读取此种材料于相变化之后的光学性质。如硫属化物及类似材料的此等相变化存储材料，可通过施加电流而致使晶相变化。这种特性则引发使用可编程电阻材料以形成非易失性存储器电路等兴趣。此领域发展的一种方向是使用微量可编程的电阻材料，尤其是使用于微小孔洞中。致力于此等微小孔洞的专利包括于1997年11月11日公告的美国专利第5,687,112号"MultibitSingleCellMemoryElementHavingTaperedContact"、发明人为Ovshinky;于1998年8月4日公告的美国专利第5,789,277号"MethodofMakingChalogenide[sic]MemoryDevice"、发明人为Zahorik等；于2000年11月21日公告的美国专利第6,150,253号"ControllableOvonicPhase-ChangeSemiconductorMemoryDeviceandMethodsofFabricatingtheSame"、发明人为Doan等。美国专利申请案号2004-0026686-A1揭露了一种相变化存储单元，其中相变化元件包括一位于一电极/介电层/电极堆栈上的侧壁。通过施加电流而使相变化材料在非晶态与结晶态之间切换，进以储存数据。从非晶态转变至结晶态一般是为一低电流步骤。从结晶态转变至非晶态(以下指称为复位(reset))—般是为一高电流步骤。较佳是将用以导致相变化材料进行转换(从结晶态转换至非晶态)的复位电流幅度最小化。复位所需要的复位电流幅度可以通过将存储单元中的主动相变化材料元件的尺寸、并且减少在电极与相变化材料之间的接触区域而降低。因此可以研发存储单元的制造方法与结构，此存储单元则使用了小量的可编程电阻材料。
发明内容有鉴于此，本发明的一个目的是为提供一种非易失性集成电路，其包括至少一非易失性存储单元以及控制电路。此非易失性存储单元包括一可编程电阻元件，其具有多个物理状态以储存数据。控制电路是施加多个电气信号至非易失性存储单元。这些电气信号包括(1)施加至非易失性存储单元以储存数据的信号；以及(2)施加至非易失性存储单元以维持此非易失性存储单元储存数据能力的信号。前者(施加至至少一非易失性存储单元以储存数据的信号)包括一复位信号，以致使非易失性存储单元的可编程电阻元件储存一第一物理状态，而一设置信号则致使非易失性存储单元的可编程电阻材料储存一第二物理状态。后者(施加至非易失性存储单元以维持其储存数据能力的信号)包括一加热信号以致使非易失性存储单元的可编程电阻元件储存此第一物理状态，以及一冷却信号以致使非易失性存储单元的可编程电阻元件储存此第二物理状态。加热信号是施以相较于复位信号为高的功率而施加至可编程电阻元件，而冷却信号是以相较于设置信号为长的时间而施加至可编程电阻元件。在一实施例中，非易失性存储单元具有至少一千万次的复位与设置信号循环寿命。在另一实施例中，在当多个复位与设置信号循环发生或即将发生的一定时间区间之后，控制电路施加至少一循环的加热信号与冷却信号。在各个实施例中，此时间区间是由定时器、由复位与设置循环的计数、或由复位与设置信号的随机数目循环所决定。在其它实施例中，此时间区间在非易失性存储单元无法正确响应至复位信号时终止或者此时间区间在非易失性存储单元无法正确地响应至设置信号时终止。在进一步的实施例中，在一包括有此电路的一机构启动时，或者在施加任何复位与设置信号之前，控制信号是施加至少一循环的加热信号以及冷却信号。在某些实施例中，加热信号的施加致使非易失性存储单元的可编程电阻元件成为实质上完全非晶态。在某些实施例中，冷却信号的施加是使得非易失性存储单元的可编程电阻元件成为实质上完全结晶态。在其它实施例中，控制电路是施加至少一循环的加热信号与冷却信号，其中此循环包括多个加热信号之后接着则是至少一冷却信号，或者此循环是包括至少一加热信号之后接着则是多个冷却信号。本发明的另一目的是为提供一种用以操作非易失性集成电路的方法，此非易失性集成电路具有一非易失性存储单元，其包括一可编程电阻元件以储存数据于多个物理状态中。此方法包括下列步骤施加信号至非易失性存储单元以储存数据，其包括下列子步骤施加一复位信号以致使非易失性存储单元的可编程电阻元件储存多个物理状态的一第一物理状态；以及施加一设置信号以致使该非易失性存储单元的该可编程电阻元件储存该多个物理状态的一第二物理状态；以及施加信号至非易失性存储单元以维持至少一非易失性存储单元的储存数据能力，包括下列子步骤施加一加热信号以致使非易失性存储单元的可编程电阻元件储存多个物理状态的第一物理状态，其中加热信号是以一相对于复位信号较高的功率而施加至可编程电阻元件；以及施加一冷却信号以致使非易失性存储单元的可编程电阻元件储存多个物理状态的第二物理状态，其中冷却信号是以一相对于该设置信号较长的时间而施加至可编程电阻元件。以下将详述各实施例。本发明的另一目的是包括提供一种非易失性集成电路，其具有一非易失性存储单元，此存储单元则包括一可编程电阻元件以储存数据于多个物理状态中，此装置包括用以施加信号至非易失性存储单元以储存数据的元件，包括用以施加一复位信号以致使非易失性存储单元的可编程电阻元件以储存多个物理状态的一第一物理状态的元件；用以施加一设置信号以致使非易失性存储单元的可编程电阻元件以储存多个物理状态的一第二物理状态的元件；以及用以施加信号至该非易失性存储单元以维持该至少一非易失性存储单元储存数据能力的元件，包括用以施加一加热信号以致使至少一非易失性存储单元的可编程电阻元件储存多个物理状态的一第一物理状态的元件，其中加热信号是以相对于复位信号较高的功率而施加至可编程电阻元件；以及用以施加一冷却信号以致使至少一非易失性存储单元的可编程电阻元件储存多个物理状态的一第二物理状态的元件，其中冷却信号是以相对于设置信号较长的时间而施加至可编程电阻元件。本发明的又一目的是为提供一种用以制造一非易失性集成电路的方法，此集成电路是具有一非易失性存储单元其包括一可编程电阻元件以储存数据于多个物理状态中。图1是绘示在多个编程与擦除循环之后，用以改变一可编程电阻存储单元的更新操作的代表性流程。图2是绘示在任何编程与擦除循环之前，用以更新一可编程电阻存储单元的代表性流程，并且在多个编程与擦除循环之后更新此可编程电阻存储单元。图3是绘示在任何编程与擦除循环之前，用以更新一可编程电阻存储单元的代表性流程，以及在一段时间区间(其中可能发生编程与擦除循环)之后更新此可编程电阻存储单元。图4是为一擦除操作的流程图，其包括一更新操作。图5是为一替代擦除操作的流程图，其包括一更新操作。图6是为一编程操作的流程图，其根据本发明的实施例而包括一更新操作。图7是本发明一实施例的集成电路的简化方块图。图8是为一存储单元在更新操作(包括复位与设置操作)之前与之后的电阻变化图。图9至图11是存储单元在更新操作后的电阻变化图，显示了不同类型的失败。主要元件符号说明700存储阵列701列译码器702字线703行译码器705总线707数据总线708偏压调整供应电压709偏压调整状态机构711数据输入线712数据输出线750集成电路801初始电阻值802复位状态电阻值803设置状态电阻值901.1001.1101复位状态电阻值902.1002.1102设置状态电阻值具体实施例方式本发明的各个实施例在编程与擦除信号(在可编程电阻存储单元中亦称为设置与复位信号)之外，结合了加热与冷却信号。针对存储单元的类型以及几何结构，复位信号、设置信号、加热信号、以及冷却信号均具有一选定的电压、时间长度、以及峰值功率。在任何特定的实施例中，加热信号的功率是高于复位信号，且冷却信号的时间长度是长于设置信号。一连串多个加热信号之后接着一个以上的冷却信号，称为更新操作。这些信号是施加至具有可编程电阻元件的非易失性存储单元，其也可以称为可编程电阻存储单元。某些实施例的细节会在详细说明的末端进行解说。图1绘示了用以在多个编程与擦除循环之后，更新一可编程电阻存储单元的代表性流程图。一个新的存储单元110尚未经历任何编程与擦除循环。在步骤120与130，此存储单元是经由一第一与第二调整电压而被编程以及擦除。在步骤140，是进行确认编程与擦除循环的时间区间是否已经结束。此时间区间是通过计算编程与擦除循环的数目而决定，或者通过其它方式决定。若此时间区间尚未结束，则存储单元是在步骤120与130再次进行编程与擦除。否则，在步骤150处将此编程电阻存储单元更新。图2绘示了在任何编程与擦除循环之前以及在数个编程与擦除循环之后皆更新此可编程电阻存储单元的流程图。此流程是类似于图1的流程。然而，在步骤220与230的任何编程与擦除循环之前，此单元是在步骤215先进行更新。图3绘示了在任何编程与擦除循环之前更新一可编程电阻存储单元，以及在一时间区间(其中很可能会发生编程与擦除循环)之后更新此可编程电阻存储单元的一代表流程图。一个新的存储单元在步骤310时尚未经历任何编程与擦除循环。在步骤314时，此存储单元是被更新。在步骤320，开始一时间区间，其间可能会发生编程与擦除循环。编程与擦除是经由第一与第二调整偏压而发生。在步骤340时，进行确认此时间区间是否结束。若否，则继续进行此时间区间。否则，在步骤350此可编程电阻存储单元是经由一第三调整偏压而改变并更新此存储单元。在不同实施例中，此时间区间可以在随机数目标编程与擦除循环之后终止，及/或当此存储单元无法进行擦除时终止。在另一实施例中，此时间区间包括在启动事件之间的时间，例如从供电至一包括有此存储单元的机构开始、到此机构关闭并且重新启动为止。在此方法中，此第三调整偏压是在启动此机构之后开始施加。图4是为一流程图，显示包括有更新操作的擦除流程，且图5是为一流程图，显示包括有更新操作的一替代擦除流程。在图4中，一擦除操作是由一擦除命令而开始(方块400)。在此时采取试误方法，一指标n是设置为0，以用在擦除程序中。在某些应用中的擦除命令，是对应至一区块或区段擦除操作。响应至擦除操作，是进行一偏压程序。在一实施例中，偏压程序的第一操作步骤是施加一可以擦除存储单元的调整偏压(方块401)。因此，在下一步骤中，此算法将决定存储单元是否通过确认操作(方块402)。若存储单元并未通过确认，则将指标n递增(方块403)，且此算法将决定此指针是否达到一预先定义的最大值N以进行重试(方块404)。若己经执行到重试的最大值而仍未通过确认，则此程序失败(方块405)。若在方块404尚未执行到重试的最大值时，则此程序会回到方块402并重新尝试擦除调整偏压。若在方块402的时候存储单元通过了确认，则进行更新操作(方块406)。在擦除操作之后，重复一擦除确认操作(方块407)。若存储单元并未通过确认，则算法循环到方块403，将指标n递增，并且视重试的最大值是否到达而进行重试或失败。若在方块407处此算法通过了，则擦除程序结束(方块408)。在图5中，是通过一擦除命令而开始一擦除程序(方块500)。在此时采取试误方法，指标n是设定为0以用于擦除程序中。在某些应用中，此擦除命令是对应至一区块或区段擦除操作。响应至擦除命令，开始进行一偏压程序。在此实施例中，在擦除命令之后施加一更新调整偏压(方块501)。在偏压程序中的下一步骤是施加一可以擦除存储单元的调整偏压(方块502)。由于方块501的前一更新调整偏压，而可以通过此擦除调整偏压而达成更均匀的结果。在施加该擦除调整偏压之后，一状态机构或其它逻辑会通过进行一擦除确认操作，而决定擦除操作是否在此区段的每一单元均成功执行。因此，在下一步骤中，算法会决定存储单元是否通过确认操作(方块503)。若此存储单元并未通过确认，则将指标n递增(方块504)，并且算法会决定此指针是否达到一预先定义的重试最大值N(方块505)。若重试的最大值已经达到而未能通过确认，则此程序失败(方块506)。若在方块505时重试的最大值尚未达到，则此程序回到方块502以重新尝试擦除调整偏压。若在方块503时，此存储单元通过确认，则接着施加一更新调整偏压(方块507)。在本发明的某些实施例中，并未使用方块507的第二电荷平衡安排。方块501的更新偏压操作的长度、以及方块507的更新偏压安操作的时间长度，可以比仅实施一次更新偏压操作的实施例来得短。在方块507的更新偏压操作之后，是重复一擦除确认操作(方块508)。若存储单元并未通过确认，则算法循环至方块504，将指标n递增，并且视重试的最大值是否已经到达而进行指标n递增或者认为失败。若在方块508时此算法已经通过，则完成擦除程序(方块509)。图6是为一流程图，根据本发明实施例而绘示具有更新操作的编程操作。在方块600是以一编程命令而开始一编程程序。在此进行试误方法，将一指标n设置为O以用于编程重试程序中，且一指针m是设置为0以用于计数此程序。响应至编程命令，则启动一编程偏压程序。在施加编程调整偏压之后，由一状态机构或其它逻辑，以一编程确认操作来决定是否在每一单元成功地进行此编程操作。因此，在下一步骤中，此算法决定存储单元是否通过确认操作(方块602)。若单元并未通过确认，则将指标n递增(方块603)，且算法决定此指针是否达到预先定义的重试最大值N(方块604)。若重试最大值已经到达但仍未通过确认，则此程序失败(方块605)。若在方块604尚未执行到重试的最大值时，则此程序回到方块601以重试编程调整偏压。若在方块602时，存储单元通过确认，则此算法会通过决定指针m是否到达最大值M(方块606)，而决定重试循环的最大值是否已经被执行。若指标m并不等于M，则采取更新操作，以满足所使用的重新填满算法(方块607)。在更新操作之后，算法会将指针m递增(方块608)，并且重新施加调整偏压而在方块601诱发电子注入。若存储单元已经历经预定数目的更新操作，则此算法结束(方块609)。图7是为本发明一实施例的集成电路的简化方块图。集成电路750包括一存储阵列700，其是利用可编程存储单元而形成于一半导体衬底上。列译码器701是耦接至多条字线702，字线则是沿着存储阵列700的各列而排列。地址是经由总线705而供应到行译码器703以及列译码器701。方块706的感测放大器以及数据输入结构是经由数据总线707而耦接到行译码器703。数据是经由数据输入线711而从集成电路750的输入/输出端、或者从集成电路750内部或外部的其它数据来源，传输到方块706的数据输入结构。数据是从方块706的感测放大器，经由数据输出线712而传输到集成电路750的输入/输出端，或传输到集成电路750内部或外部的其它数据目的地。偏压调整状态机构709控制了偏压调整供应电压708的应用，例如擦除确认以及编程确认电压、编程与擦除存储单元的第一与第二调整偏压、以及更新可编程电阻存储单元的第三调整偏压等。偏压调整状态机构709也包括了用以决定施加更新信号的时间区间的电路。图8是为存储单元的电阻变化图，包括在更新操作之前与之后的电阻变化(包括复位与设置操作)。变化曲线R1801是为可编程电阻存储单元的初始电阻(在更新操作之前)，变化曲线R2802是为可编程电阻存储单元在一更新操作后的复位状态电阻值，而变化曲线R3803则是可编程电阻存储单元在更新操作之后的设置状态电阻值。图9至图11是为存储单元在更新操作之后的电阻值，其显示了各种不同的失败情形。硫属化物是为AglnSbTe，并具有伞状结构的氮化钛顶电极。在图9至图11中，各个信号的条件如下所示加热信号12V,20ns冷却信号2V,100ns复位信号6V,20ns设置信号2V,70ns读取信号0.5mV每一数据循环包括复位、读取、设置、以及读取信号。图9的变化曲线901、图10的变化曲线1001以及图11的变化曲线1101是显示了可编程电阻存储单元在复位状态的电阻值。这些变化曲线并不平均，虽然存储单元表面上是处于非晶态，但是某些结晶是难以变化。相似地，图9的变化曲线卯2、图10的变化曲线1002以及图11的变化曲线1102是绘示了可编程电阻存储单元在设置状态的电阻值。图9及图ll绘示了一种失败机制，其中复位状态最终的电阻值是相近于设置状态。图IO显示了另一种失败机制，其中设置状态的最终电阻值是相近于复位状态。图9至图11是为从同一存储单元所获得的数据。在绘制每一曲线之前，是先进行一更新操作。虽然在一千万次循环之前，每一张图表就都己经出现失败，但是若将图9至图ll三者的成功循环数目相加总，则可以看到存储单元的循环寿命是超过一千万次的。例示实施例数据是如下所示:<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</table存储单元的实施例包括了使用相变化存储材料(包含硫属化物材料与其它材料)于可编程电阻元件中。硫属化物包括下列四元素的任一者氧(0)、硫(S)、硒(Se)、以及碲(Te)，形成元素周期表上第VIA族的部分。硫属化物包括将一硫属元素与一更为正电性的元素或自由基结合而得。硫属化合物合金包括将硫属化合物与其它物质如过渡金属等结合。一硫属化合物合金通常包括一个以上选自元素周期表第IVA族的元素，例如锗(Ge)以及锡(Sn)。通常，硫属化合物合金包括下列元素中一个以上的复合物锑(Sb)、镓(Ga)、铟(In)、以及银(Ag)。许多以相变化为基础的存储材料已经被描述于技术文件中，包括下列合金镓/锑、铟/锑、铟顺、锑/碲、锗/碲、锗/锑/碲、铟/锑/碲、镓/硒/碲、锡/锑/碲、铟/锑/锗、银/铟/锑/碲、锗/锡/锑/碲、锗/锑/硒/碲、以及碲/锗/锑/硫。在锗/锑/碲合金家族中，可以尝试大范围的合金成分。此成分可以下列特征式表示TeaGebSbi。。.(a+b)，其中a与b代表了所组成元素的原子总数为100%时，各原子的百分比。一位研究员描述了最有用的合金是为，在沉积材料中所包含的平均碲浓度是远低于70%，典型地是低于60%，并在一般型态合金中的碲含量范围从最低23%至最高58%，且最佳是介于48%至58%的碲含量。锗的浓度是高于约5%，且其在材料中的平均范围是从最低8%至最高30%，一般是低于50%。最佳地，锗的浓度范围是介于8%至40%。在此成分中所剩下的主要成分则为锑。(Ovshinky'112专利，栏10-11)由另一研究者所评估的特殊合金包括Ge2Sb2Te5、GeSb2Te4、以及GeSb4Te7。(NobomYamada，"PotentialofGe-Sb-TePhase-changeOpticalDisksforHigh-Data-RateRecording",SPIEv.3109,pp.28-37(1997))更一般地，过渡金属如铬(Cr)、铁(Fe)、镍(Ni)、铌(Nb)、钯(Pd)、铂(Pt)、以及上述的混合物或合金，可与锗/锑/碲结合以形成一相变化合金其包括有可编程的电阻性质。可使用的存储材料的特殊范例，是如Ovshinsky'112专利中栏11-13所述，其范例在此被列入参考。在某些实施例中，硫属化物以及其它相变化材料是掺杂有杂质，以修正其导电性、过渡温度、熔化温度、以及其它使用掺杂硫属化物的存储元件的性质。用以惨杂硫属化物的代表性杂质包括氮、硅、氧、二氧化硅、氮化硅、铜、银、金、铝、氧化铝、钽、氧化钽、氮化钽、钛以及钛氧化物。请参见美国专利6800504号以及美国专利申请案号2005/0029502号。相变化合金能在此单元主动沟道区域内依其位置顺序于材料为一般非晶状态的第一结构状态与为一般结晶固体状态的第二结构状态之间切换。这些合金至少为双稳定态。此词汇「非晶」是用以指称一相对较无次序的结构，其较之一单晶更无次序性，而带有可检测的特征如较之结晶态更高的电阻值。此词汇「结晶态」是用以指称一相对较有次序的结构，其较之非晶态更有次序，因此包括有可检测的特征例如比非晶态更低的电阻值。典型地，相变化材料可电切换至完全结晶态与完全非晶态之间所有可检测的不同状态。其它受到非晶态与结晶态的改变而影响的材料特征包括，原子次序、自由电子密度、以及活化能。此材料可切换成为不同的固态、或可切换成为由两种以上固态所形成的混合物，提供从非晶态至结晶态之间的灰阶部分。此材料中的电性质亦可能随之改变。相变化合金可通过施加一电脉冲而从一种相态切换至另一相态。先前观察指出，一较短、较大幅度的脉冲倾向于将相变化材料的相态改变成大体为非晶态。一较长、较低幅度的脉冲倾向于将相变化合金的相态改变成大体为结晶态。在较短、较大幅度脉冲中的能量够大，因此足以破坏结晶结构的键能，同时够短因此可以防止原子再次排列成结晶态。在没有不适当实验的情形下，可以利用实验方法决定特别适用于一特定相变化合金的适当脉冲量变曲线。在本发明的后续章节中，相变化材料是称为GST，并且可以理解的是也可以使用其它类型的相变化材料。适用于PCRAM中的一种材料是为Ge2Sb2Te5。其它可以使用于本发明其它实施例的可编程电阻存储材料包括掺杂N2的GST、GexSby、或其它以不同结晶态转换来决定电阻的物质；PrxCayMn03、PrSrMnO、ZrOx、或其它利用电脉冲以改变电阻状态的禾才料；7，7,8，8-tetracyanoquinodimethane(TCNQ)、methanofbllerene6,6-phenylC61-butyricacidmethylester(PCBM)、TCNQ-PCBM、Cu-TCNQ、Ag-TCNQ、C6(rTCNQ、以其它物质掺杂的TCNQ、或任何其它聚合物材料其包括有以一电脉冲而控制的双稳定或多稳定电阻态。可编程电阻存储材料的其它范例，包括GeSbTe、GeSb、NiO、Nb-SrTi03、Ag隱GeTe、PrCaMnO、ZnO、Nb205、Cr-SrTi03。接着是简要地描述四种电阻存储材料。第一种是硫属化物材料，例如GexSbyTez，其中x:y:z=2:2:5，或者其它成分为x:0~5,y:0~5,z:0~10。或者可以使用掺杂有氮、硅、或钛、或其它掺杂元素的GeSbTe。用以形成硫属化物材料的例示方法是利用PVD溅射或磁控(Magnetron)溅射方式，其反应气体为氩气、氮气、及/或氦气、压力为1mTorr至100mTorr。此沉积步骤一般是于室温下进行。一长宽比为1~5的准直器(colUmater)可用以改良其注入表现。为了改善其注入表现，亦可使用数十至数百伏特的直流偏压。另一方面，同时合并使用直流偏压以及准直器亦是可行的。有时需要在真空中或氮气环境中进行一沉积后退火处理，以改良硫属化物材料的结晶态。此退火处理的温度典型地是介于IO(TC至400°C，而退火时间则少于30分钟。硫属化物材料的厚度是随着单元结构的设计而定。一般而言，硫属化物的厚度大于8纳米者可以具有相变化特性，使得此材料展现至少双稳定的电阻态。第二种适用于本发明实施例的存储材料为超巨磁阻(CMR)材料，PrxCayMn03，其中x:y=0.5:0.5，或其它成分为x:0~1;y:0~1。包括有锰氧化物的超巨磁阻材料亦可被使用。用以形成超巨磁阻的例示方法，是利用PVD溅射或磁控溅射方式，其反应气体为氩气、氮气、氧气及/或氦气、压力为1mTorr至100mTorr。此沉积步骤的温度可介于室温至60(TC，视后处理条件而定。一长宽比为15的准直器(collimater)可用以改良其注入表现。为了改善其注入表现，亦可使用数十至数百伏特的直流偏压。另一方面，同时合并使用直流偏压以及准直器亦是可行的。可施加数十高斯(Gauss)至10，000高斯之间的磁场，以改良其磁结晶态。可能需要在真空中或氮气环境中或氧气/氮气混合环境中进行一沉积后退火处理，以改良超巨磁阻材料的结晶态。此退火处理的温度典型地是介于40(TC至600°C，而退火时间则少于2小时。超巨磁阻材料的厚度是随着存储单元结构的设计而定。厚度介于10纳米至200纳米的超巨磁阻材料，可被用作为核心材料。一YBCO(YBaCu03，一种高温超导体材料)缓冲层是通常被用以改良超巨磁阻材料的结晶态。此YBCO的沉积是在沉积超巨磁阻材料之前进行。YBCO的厚度是介于30纳米至200纳米。第三种存储材料是为双元素化合物，例如NixOy、TixOy、AlxOy、WxOy、ZnxOy、ZrxOy、CuxOy等，其中x:y=0.5:0.5，或者其它成分为x:0l;y:01。其例示形成方法是利用PVD溅射或磁控溅射方式，其反应气体为氩气、氮气、氧气、及/或氦气、压力为lmTorr至lOOmTorr，其标靶金属氧化物是为如MxOy、TixOy、AlxOy、WxOy、ZnxOy、ZrxOy、Cu》y等。此沉积步骤一般是于室温下进行。一长宽比为1~5的准直器可用以改良其注入表现。为了改善其注入表现，亦可使用数十至数百伏特的直流偏压。若有需要时，同时合并使用直流偏压以及准直器亦是可行的。有时需要在真空中或氮气环境或氧气/氮气混合环境中进行一沉积后退火处理，以改良金属氧化物内的氧原子分布。此退火处理的温度典型地是介于40(TC至600°C，而退火时间则少于2小时。一种替代形成方法是利用PVD溅射或磁电管溅射方式，其反应气体为氩气/氧气、氩气/氮气/氧气、纯氧、氦气/氧气、氦气/氮气/氧气等，压力为1mTorr至100mTorr，其标靶金属氧化物是为如Ni、Ti、Al、W、Zn、Zr、Cu等。此沉积步骤一般是于室温下进行。一长宽比为15的准直器可用以改良其注入表现。为了改善其注入表现，亦可使用数十至数百伏特的直流偏压。若有需要时，同时合并使用直流偏压以及准直器亦是可行的。有时需要在真空中或氮气环境或氧气/氮气混合环境中进行一沉积后退火处理，以改良金属氧化物内的氧原子分布。此退火处理的温度典型地是介于40(TC至600°C，而退火时间则少于2小时。另一种形成方法是使用一高温氧化系统(例如一高温炉管或一快速热处理(RTP))进行氧化。此温度是介于200'C至70(TC、以纯氧或氮气/氧气混合气体，在压力为数mTorr至一大气压下进行。进行时间可从数分钟至数小时。另一氧化方法是为等离子体氧化。一无线射频或直流电压源等离子体与纯氧或氩气/氧气混合气体、或氩气/氮气/氧气混合气体，在压力为1mTorr至100mTorr下进行金属表面的氧化，例如Ni、Ti、Al、W、Zn、Zr、Cu等。此氧化时间是从数秒钟至数分钟。氧化温度是从室温至约30(TC，视等离子体氧化的程度而定。第四种存储材料是为聚合物材料，例如掺杂有铜、碳六十、银等的TCNQ、或PCBM-TCNQ混合聚合物。一种例示的形成方法是利用热蒸发、电子束蒸发、或原子束磊晶系统(MBE)进行蒸发。一固态TCNQ以及掺杂物是在一单独室内进行共蒸发。此固态TCNQ以及惨杂物是置于一钨座或一钽座或一陶瓷座中。接着施加一大电流或电子束，以熔化反应物，使得这些材料混合并沉积于晶圆之上。此处并未使用反应性化学物质或气体。此沉积作用是于压力为10'4Torr至10"GTorr下进行。晶圆温度是介于室温至20(TC。有时需要在真空中或氮气环境中进行一沉积后退火处理，以改良聚合物材料的成分分布。此退火处理的温度典型地是介于室温至300°C，而退火时间则少于l小时。另一种例示形成聚合物存储材料的方法，是旋转涂布，使用一旋转涂布机与经掺杂的TCNQ溶液，转速低于1000rpm。在旋转涂布之后，此晶圆是静置(典型地是在室温下，或低于20(TC的温度)一足够时间以利固态的形成。此静置时间可介于数分钟至数天，视温度以及形成条件而定。虽然本发明是已参照较佳实施例来加以描述，将为吾人所了解的是，本发明创作并未受限于其详细描述内容。替换方式及修改样式是已于先前描述中所建议，并且其它替换方式及修改样式将为熟习此项技艺的人士所思及。特别是，根据本发明的结构与方法，所有具有实质上相同于本发明的构件结合而达成与本发明实质上相同结果者皆不脱离本发明的精神范畴。因此，所有此等替换方式及修改样式是意欲落在本发明于随附权利要求书范围及其均等物所界定的范畴之中。任何在前文中提及的专利申请案以及印刷文本，均可列为本案的参考。权利要求1、一种非易失性集成电路，其特征在于，包括至少一非易失性存储单元，其包括一可编程电阻元件其具有多个物体状态以储存数据；控制电路，其是用以施加多个电气信号至该至少一非易失性存储单元，该多个电气信号包括多个信号，其是施加至该至少一非易失性存储单元以储存数据，包括一复位信号，其是致使该至少一非易失性存储单元的该可编程电阻元件，储存该多个物理状态的一第一物理状态；一设置信号，其是致使该至少一非易失性存储单元的该可编程电阻元件，储存该多个物理状态的一第二物理状态；多个信号，其是施加至该至少一非易失性存储单元以维持该至少一非易失性存储单元的储存数据能力，包括一加热信号，其是致使该至少一非易失性存储单元的该可编程电阻元件储存该多个物理状态的该第一物理状态，其中施加至该可编程电阻元件的该加热信号是以高于该复位信号的功率进行；一冷却信号，其是致使该至少一非易失性存储单元的该可编程电阻元件储存该多个物理状态的该第二物理状态，其中施加至该可编程电阻元件的该冷却信号其持续时间是大于该设置信号。2、根据权利要求l所述的电路，其特征在于，其中该至少一非易失性存储单元的寿命是至少为一千万次复位与设置信号循环。3、根据权利要求l所述的电路，其特征在于，其中在当多个复位与设置信号循环发生或即将发生的一段时间区间以后，该控制电路是施加至少一循环的该加热与冷却信号。4、根据权利要求l所述的电路，其特征在于，其中在当多个复位与设置信号循环发生或即将发生的一段时间区间以后，该控制电路是施加至少一循环的该加热与冷却信号，其中该时间区间是由一定时器所决定。5、根据权利要求l所述的电路，其特征在于，其中在当多个复位与设置信号循环发生或即将发生的一段时间区间以后，该控制电路是施加至少一循环的该加热与冷却信号，其中该时间区间是由计数该复位与设置信号的循环数目而决定。6、根据权利要求l所述的电路，其特征在于，其中在当多个复位与设置信号循环发生或即将发生的一段时间区间以后，该控制电路是施加至少一循环的该加热与冷却信号，其中该时间区间是由该复位与设置信号的随机数目循环所决定。7、根据权利要求l所述的电路，其特征在于，其中在当多个复位与设置信号循环发生或即将发生的一段时间区间以后，该控制电路是施加至少一循环的该加热与冷却信号，其中该时间区间是在该至少一非易失性存储单元无法正确地响应至该复位信号时终止。8、根据权利要求l所述的电路，其特征在于，其中在当多个复位与设置信号循环发生或即将发生的一段时间区间以后，该控制电路是施加至少一循环的该加热与冷却信号，其中该时间区间是在该至少一非易失性存储单元无法正确地响应至该设置信号时终止。9、根据权利要求l所述的电路，其特征在于，其中该控制电路是在一包括有该电路的一机构启动时施加至少一循环的该加热与冷却信号。10、根据权利要求1所述的电路，其特征在于，其中该控制电路是在施加任何一复位与设置信号之前，施加至少一循环的加热与冷却信号。11、根据权利要求1所述的电路，其特征在于，其中该加热信号的施加是使得该至少一非易失性存储单元的该可编程电阻元件成为实质上完全非晶态。12、根据权利要求1所述的电路，其特征在于，其中该冷却信号的施加是使得该至少一非易失性存储单元的该可编程电阻元件成为实质上完全结晶态。13、根据权利要求1所述的电路，其特征在于，其中该控制电路是施加至少一循环的该加热与冷却信号，该循环包括多个加热信号之后接着是至少一冷却信号。14、根据权利要求1所述的电路，其特征在于，其中该控制电路是施加至少一循环的该加热与冷却信号，该循环包括至少一加热信号之后接着是多个冷却信号。15、一种用以操作一非易失性集成电路的方法，该非易失性集成电路具有一非易失性存储单元，该非易失性存储单元包括一可编程电阻元件以储存数据于多个物理状态中，其特征在于，该方法包括施加多个信号至该非易失性存储单元以储存数据，包括施加一复位信号以致使该非易失性存储单元的该可编程电阻元件储存该多个物理状态的一第一物理状态；以及施加一设置信号以致使该非易失性存储单元的该可编程电阻元件储存该多个物理状态的一第二物理状态；以及施加多个信号至该非易失性存储单元以维持该至少一非易失性存储单元储存数据的能力，包括施加一加热信号以致使该非易失性存储单元的该可编程电阻元件储存该多个物理状态的该第一物理状态，其中该加热信号是以一相对于该复位信号较高的功率而施加至该可编程电阻元件；以及施加一冷却信号以致使该非易失性存储单元的该可编程电阻元件储存该多个物理状态的该第二物理状态，其中该冷却信号是以一相对于该设置信号较长的时间而施加至该可编程电阻元件。16、根据权利要求15所述的方法，其特征在于，其中在当多个复位与设置信号循环发生或即将发生的一段时间区间之后，至少一循环的该加热与冷却信号是被施加至该非易失性存储单元。17、根据权利要求15所述的方法，其特征在于，其中至少一循环的该加热与冷却信号是在一包括有该非易失性存储单元的一机构启动时施加至该非易失性存储单元。18、根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在施加任何该复位与设置信号之前，施加至少一循环的该加热与冷却信号至该非易失性存储单元。19、根据权利要求15所述的方法，其特征在于，其中该加热信号是被施加以致使该非易失性存储单元的该可编程电阻元件成为实质上完全非晶态。20、根据权利要求15所述的方法，其特征在于，其中该冷却信号是被施加以致使该非易失性存储单元的该可编程电阻元件成为实质上完全结晶态。21、一种非易失性集成电路，其包括一可编程电阻元件以储存数据于多个物理状态中，其特征在于，包括用以施加信号至该非易失性存储单元以储存数据的手段，包括用以施加一复位信号以致使该非易失性存储单元的该可编程电阻元件以储存该多个物理状态的一第一物理状态的手段；用以施加一设置信号以致使该非易失性存储单元的该可编程电阻元件以储存该多个物理状态的一第二物理状态的手段；以及用以施加信号至该非易失性存储单元以维持该至少一非易失性存储单元储存数据能力的手段，包括用以施加一加热信号以致使该至少一非易失性存储单元的该可编程电阻元件储存该多个物理状态的一第一物理状态的手段，其中该加热信号是以相对于该复位信号较高的功率而施加至该可编程电阻元件；以及用以施加一冷却信号以致使该至少一非易失性存储单元的该可编程电阻元件储存该多个物理状态的一第二物理状态的手段，其中该冷却信号是以相对于该设置信号较长的时间而施加至该可编程电阻元件。22、一种用以形成一非易失性集成电路的方法，其特征在于，包括形成至少一非易失性存储单元，其包括一可编程电阻元件其具有多个物理状态以储存数据；形成控制电路，其是施加多个电气信号至该至少一非易失性存储单元，该多个电气信号包括多个信号是施加至该至少一非易失性存储单元以储存数据，包括:一复位信号以致使该至少一非易失性存储单元的该可编程电阻元件储存该多个物理状态的一第一物理状态；一设置信号以致使该至少一非易失性存储单元的该可编程电阻元件储存该多个物理状态的一第二物理状态；多个信号是施加至该至少一非易失性存储单元以维持该至少一非易失性存储单元的储存数据能力，包括一加热信号以致使该至少一非易失性存储单元的该可编程电阻元件储存该多个物理状态的该第一物理状态，其中该加热信号是以相较于该复位信号较高的功率而施加至该可编程电阻元件；一冷却信号以致使该至少一非易失性存储单元的该可编程电阻元件储存该多个物理状态的该第二物理状态，其中该冷却信号是以相较于该设置信号较长的时间而施加至该可编程电阻元件。全文摘要本发明是有关于具有可编程电阻存储元件(例如硫属化物材料元素)的非易失性存储单元，进行更新操作。更新操作包括一加热信号与一冷却信号，其中加热信号的功率是比复位信号高，而冷却信号的维持时间则比设置信号长。文档编号G11C11/56GK101295539SQ20081009542公开日2008年10月29日申请日期2008年4月23日优先权日2007年4月24日发明者陈介方,陈逸舟申请人:旺宏电子股份有限公司