存储器操作方法及存储器操作装置与流程

本发明涉及一种操作方法及操作装置，且特别是涉及一种存储器操作方法及存储器操作装置。

背景技术

随着存储器技术的发展，各种存储器不断推陈出新。可变电阻式存储器(resistiverandom-accessmemory，reram)及相变化存储器(phase-changememory，pcm)为非易失性存储器(non-volatilerandom-accessmemories)。可变电阻式存储器的运作通过改变介电固态材质的电阻来操作。相变化存储器的运作则是通过改变相位(phase)的方式来操作。在可变电阻式存储器及相变化存储器中，存储单元需要良好的写入控制能力来避免过度写入(over-writing)的问题。然而，若采用过多的操作步骤，将会影响到操作速度。

技术实现要素：

本发明有关于一种存储器操作方法及存储器操作装置，其利用执行一第一步进循环(firststeppingloop)及一第二步进循环(secondsteppingloop)的方式，使得操作速度得以加快。

根据本发明的一方面，提出一种存储器操作方法。存储器操作方法包括以下步骤。执行一第一步进循环及执行一第二步进循环。在第一步进循环中，施加于一第一控制线的一第一控制电压由一第一起始值增加至一第一最终值，且施加于一第二控制线的一第二控制电压固定于一第二起始值。第一最终值高于第一起始值。在第二步进循环中，施加于第一控制线的第一控制电压固定于一固定值，且施加于该第二控制线的第二控制电压由一中介值增加至一第二最终值。第二最终值高于第二起始值。

根据本发明的另一方面，提出一种存储器操作装置。存储器操作装置包括一第一控制器、一第二控制器及一处理器。第一控制器用以控制施加于一第一控制线的一第一控制电压。第二控制器用以控制施加于第二控制线的一第二控制电压。处理器用以执行一第一步进循环(firststeppingloop)及一第二步进循环(secondsteppingloop)。在第一步进循环中，施加于一第一控制线的一第一控制电压由一第一起始值增加至一第一最终值，且施加于一第二控制线的一第二控制电压固定于一第二起始值。第一最终值高于该第一起始值。在第二步进循环中，施加于第一控制线的第一控制电压固定于一固定值，且施加于第二控制线的第二控制电压由一中介值增加至一第二最终值。第二最终值高于第二起始值。

为了对本发明上述及其他方面有更佳的了解，下文特列举实施例，并配合所附图式详细说明如下：

附图说明

图1绘示存储器操作装置的示意图。

图2a～2b绘示根据一实施例的存储器操作方法的流程图。

图3为总枪数的分布图。

图4为根据本实施例的阻抗分布图。

图5a～5b绘示根据另一实施例的存储器操作方法的流程图。

【符号说明】

100：存储器操作装置

110：第一控制器

120：第二控制器

130：处理器

200：存储器

c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7：曲线

cl1：第一控制线

cl2：第二控制线

cv1：第一控制电压

cv2：第二控制电压

s211、s212、s221、s222、s223、s224、s225、s231、s232、s233、s234、s235、s531：步骤

sl21、sl51：第一步进循环

sl22、sl52：第二步进循环

w1：窗口

具体实施方式

请参照图1，其绘示存储器操作装置100的示意图。存储器操作装置100用以操作一存储器200。存储器操作装置100例如是一计算机、一处理设备、一电路板、一电路、一芯片或储存数组程序代码的储存装置。存储器200例如是一可变电阻式存储器(resistiverandom-accessmemory，reram)及相变化存储器(phase-changememory，pcm)。存储器200包括数条第一控制线cl1及数条第二控制线cl2。在一实施例中，各个第一控制线cl1可以是一位线(bitline)或一源极线(sourceline)，且各个第二控制线cl2可以是一字线。在另一实施例中，各个第一控制线cl1可以是一字线，且各个第二控制线cl2可以是一位线或一源极线。存储器操作装置100包括一第一控制器110、一第二控制器120及一处理器130。第一控制器110用以控制第一控制线cl1，第二控制器120用以控制第二控制线cl2。

请参照图2a～2b，其绘示根据一实施例的存储器操作方法的流程图。存储器操作方法用以执行form、set或reset等操作程序。对这些操作程序而言，必须改善操作速度，以符合各种应用。在此实施例中，操作方法包括两个步进循环，例如是一第一步进循环(firststeppingloop)sl21及一第二步进循环(secondsteppingloop)sl22。

在第一步进循环sl21中，施加于第一控制线cl1的第一控制电压cv1逐渐增加，施加于第二控制线cl2的第二控制电压cv2则被固定。

在第二步进循环sl22中，施加于第一控制线cl1的第一控制电压cv1被固定，施加于第二控制线cl2的第二控制电压cv2则被逐渐增加。

第二步进循环sl22执行于第一步进循环sl21之后。当第一步进循环sl21完成时，流程进入第二步进循环sl22，而不会回头执行第一步进循环sl21。就由执行第一步进循环sl21及第二步进循环sl22，操作速度得以有效改善。

更详细来说，存储器操作方法包括以下步骤。在步骤s211中，处理器130加载存储器200的相关信息，以定义出第一控制电压cv1的一第一起始值。在步骤s212中，处理器130加载存储器200的相关信息，以定义出第二控制电压cv2的一第二起始值。第一起始值为写入(形成)电流能够通过存储器200的第一控制线cl1，而不会造成过度写入(over-writing)的适当值。通常，第一起始值接近于但小于存储器200的动态阻值图的转折点(switchpoint)。举例来说，第一起始值例如是2v。同样地，第二起始值为写入(形成)电流能够通过存储器200的第二控制线cl2，而不会造成过度写入(over-writing)的适当值。通常，第二起始值接近于但小于存储器200的动态阻值图的转折点。举例来说，第二起始值例如是2v。

请参照表1，在第一步进循环sl21及第二步进循环sl22中，第一控制电压cv1及第二控制电压cv2根据表1进行设定。

表1

接着，在步骤s221中，第一控制器110设定第一控制电压cv1且第二控制器120设定第二控制电压cv2。

在步骤s222中，根据第一控制电压cv1及第二控制电压cv2对存储器200进行form、set、reset等操作程序。

接着，在步骤s223中，处理器130判断form、reset、set等操作程序是否已完成。若form、set、reset等操作程序已完成，则结束本流程；若form、set、reset等操作程序未完成，则进入步骤s224。

在步骤s224中，处理器130判断第一控制电压cv1是否已达到第一最终值。举例来说，第一最终值可以是5v。若第一控制电压cv1达到第一最终值，则进入步骤s231；若第一控制电压cv1尚未达到第一最终值，则进入步骤s225。

在步骤s225中，第一控制电压cv1被增加一预定值(例如是1v)。接着，流程回至步骤s221及步骤s222，以再次执行存储器200的操作程序。第一步进循环sl21被重复地执行，直到form、set、reset等程序已完成、或第一控制电压cv1达到第一最终值。

在步骤s231中，第一控制器110将施加于第一控制线cl1的第一控制电压cv1固定于固定值，且第二控制器120增加施加于第二控制线cl2的第二控制电压cv2。第二控制电压cv2由中介值开始增加。在此实施例中，固定值等于第一最终值。举例来说，第一最终值为5v，且固定值也为5v。中介值高于第二起始值。举例还说，第二起始值为2v，且中介值为3v。

在步骤s232中，第一控制器110设定第一控制电压cvi且第二控制器120设定第二控制电压cv2。

在步骤s233中，根据第一控制电压cv1及第二控制电压cv2，对存储器200进行form、set、reset等操作程序。

接着，在步骤s234中，处理器130判断form、reset、set等操作程序是否已完成。若form、set、reset已完成，则结束本流程；若form、set、reset尚未完成，则进入步骤s235。

在步骤s235中，处理器130判断第二控制电压cv2是否达到第二最终值。举例来说，第二最终值可以是5v。若第二控制电压达到第二最终值，则结束本流程；若第二控制电压尚未达到第二最终值，则回至步骤s231。若流程回至步骤s231及步骤s232，则第二控制器120再次增加第二控制电压cv2，且根据第二控制电压cv2，对存储器200再次执行操作程序。

第二步进循环sl22被重复地执行，直到form、set、reset等操作程序已完成、或第二控制电压cv2达到第二最终值。

也就是说，在第一步进循环sl21中，施加于第一控制线cl1的第一控制电压cv1由第一起始值增加至第一最终值(大于第一起始值)；施加于第二控制线cl2的第二控制电压cv2被固定于第二起始值。在第二步进循环sl22中，施加于第一控制线cl1的第一控制电压cv1固定于固定值(等于第一最终值)；施加于第二控制线cl2的第二控制电压cv2从中介值(高于第二起始值)增加至第二最终值(高于中介值)。

请参照表2，其说明from程序的一例子。在此例子中，存储器200为由氮化钛层(tin)-氧化钨层(wox)-氮化钛层(tin)所组成的可变电阻式存储器，第一控制线cl1为位线(或源极线)，第二控制线cl2为字线。在第一步进循环sl21中，位线电压由2v逐渐增加至4v，且字线电压固定于2v。在第二步进循环sl22中，位线电压固定于4v，且字线电压由3v逐渐增加至4v。在此例中，总枪数为5。相较于传统的form程序，其总枪数为9。因此，此例的操作速度获得大幅度的改善。

表2

请参照表3，其说明set程序的一例子。在此例子中，存储器200为由氮化钛层(tin)-氧化钨层(wox)-氮化钛层(tin)所组成的可变电阻式存储器，第一控制线cl1为字线，第二控制线cl2为位线(或源极线)。在第一步进循环sl21中，字线电压由2v逐渐增加至5v，且位线电压固定于2v。在第二步进循环sl22中，字线电压固定于5v，且位线电压由3v逐渐增加至5v。在此例中，总枪数为7。相较于传统的set程序，其总枪数为16。因此，此例的操作速度获得大幅度的改善。

表3

请参照表4，其说明reset程序的一例子。在此例子中，存储器200为由氮化钛层(tin)-氧化钨层(wox)-氮化钛层(tin)所组成的可变电阻式存储器，第一控制线cl1为字线，第二控制线cl2为位线(或源极线)。在第一步进循环sl21中，字线电压由2v逐渐增加至5v，且位线电压固定于2v。在第二步进循环sl22中，字线电压固定于5v，且位线电压由3v逐渐增加至5v。在此例中，总枪数为7。相较于传统的reset程序，其总枪数为16。因此，此例的操作速度获得大幅度的改善。

表4

请参照图3，其为总枪数的分布图。图3绘示四条曲线c1、c2、c3、c4。曲线c1表示传统set程序的总枪数的分布，曲线c2表示传统reset程序的总枪数的分布，曲线c3表示本发明set程序的总枪数的分布，曲线c4表示本发明reset程序的总枪数的分布。如曲线c1所示，部分传统set程序需要超过6以上的总枪数。如曲线c3所示，所有的本发明set程序皆仅需要低于6的总枪数。也就是说，本发明的set程序的操作速度获得改善。

如曲线c2所示，部分的传统reset程序需要超过6以上的总枪数。如曲线c4所示，所有的本发明reset程序都仅需要低于6的总枪数。也就是说，本发明的reset程序的操作速度获得改善。

请参照图4，其为根据本实施例的阻抗分布图。图4绘是三条曲线c5、c6、c7。曲线c5表示执行本发明set程序后的阻抗分布，曲线c6表示执行本发明reset程序后的阻抗分布，曲线c7表示执行本发明form程序后的阻抗分布。一窗口(window)w1形成于曲线c5及曲线c6之间，使得set状态与reset状态能够明显地区别。也就是说，即使总枪数已降低，set程序与reset程序仍然有不错的结果。

请参照图5a～5b，其绘示根据另一实施例的存储器操作方法的流程图。请参照表5，在第一步进循环sl21及第二步进循环sl22中，第一控制电压cv1及第二控制电压cv2根据表5进行设定。

表5

在此实施例中，第一步进循环sl51类似于第一步进循环sl21，其相同之处不在重复叙述。在第二步进循环sl52的步骤s531中，固定值小于第一最终值。固定值可以根据下式(1)进行计算。

fx＝fn-δ………………………………………(1)

fx为固定值，fn为第一最终值，δ为0～第一最终值。

或者，在另一实施例中，固定值与第一最终值的比值可以高于0.8。或者，在另一实施例中，固定值与第一最终值之差可以大于0.1v。举例来说，第一最终值为5v，且固定值为4.5v。

由于第二步进循环sl52的第一控制电压cv1固定于低于第一最终值值(即固定值低于第一最终值)，重写(over-writing)的情况可以有效被避免。

也就是说，也就是说，在第一步进循环sl51中，施加于第一控制线cl1的第一控制电压cv1由第一起始值增加至第一最终值(大于第一起始值)；施加于第二控制线cl2的第二控制电压cv2被固定于第二起始值。在第二步进循环sl52中，施加于第一控制线cl1的第一控制电压cv1固定于固定值(小于第一最终值)；施加于第二控制线cl2的第二控制电压cv2从中介值(高于第二起始值)增加至第二最终值(高于中介值)。

根据上述各种实施例，通过执行第一步进循环sl21、sl51及第二步进循环sl22、sl52，操作速度可以大幅地改善。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。