7](I)RESET脉冲为连续脉冲，SET脉冲为恒定电平直流输入。直流输入方式可以确保SET脉冲端晶化区域晶化更充分；
[0038]⑵RESET脉冲为多个连续恒定幅值等脉宽等间隔脉冲，SET脉冲为多个连续恒定幅值等脉宽等间隔脉冲；
[0039](3) RESET脉冲恒定幅值等脉宽、脉冲间隔线性递增或递减，SET脉冲同(2)；
[0040](4) SET脉冲恒定幅值等脉宽、脉冲间隔线性递增或递减，RESET脉冲同(2);
[0041](5)RESET脉冲恒定幅值等脉宽、脉冲间隔线性递增或递减，SET脉冲恒定幅值等脉宽、脉冲间隔线性递增或递减。
[0042]相变单元的晶化和非晶化是通过控制施加电脉冲产生焦耳热而实现，上述脉冲施加方式通过改变脉冲间隔可以改变脉冲间热积累，实现对对晶化和非晶化过程的影响，进而控制晶化区域和非晶化区域体积。
[0043]在本发明实施例中，上述五种RESET脉冲与SET脉冲，第(2)、(3)、(4)、(5)方式进一步做如下几种改进:
[0044](a)每个相邻RESET脉冲间都加入一个恒定电平相同极性SET脉冲；
[0045](b)每个相邻RESET脉冲间都加入一个恒定电平相反极性SET脉冲；
[0046](c)每个相邻SET脉冲间都加入一个恒定电平相同极性RESET脉冲；
[0047](d)每个相邻SET脉冲间都加入一个恒定电平相反极性RESET脉冲。
[0048]由于RESET脉冲和SET脉冲分别影响着想变材料的非晶化与晶化，在RESET脉冲间夹杂SET脉冲的作用是控制非晶化区域生长速率，在SET脉冲间夹杂RESET脉冲的作用是控制晶化区域的生长速率。
[0049]总体而言，按照本发明的数字双向脉冲剪裁方法与现有技术相比，主要具备以下的技术优点:(1)相比于现行的单向脉冲剪裁方式，双向脉冲剪裁使存储单元非晶态区域近似为圆柱形，非晶态电阻易于达到精确控制；(2) SET脉冲可以消除过渡区域，且其产生的温度梯度延伸到非晶态区域的温度小于晶化温度，可达到对非晶态区域进行退火处理，缩短焦耳热形成的非晶态弛豫有效减小电阻漂移和随机波动问题。
[0050]为了更进一步的说明本发明实施例提供的方法，现以加热器端电极加RESET脉冲另一端加SET脉冲为例，相变单元的初始态为晶态，施加RESET脉冲和SET脉冲在单元的两端，根据两个温度场前端蘑菇形分布实现非晶态前端剪裁。根据电阻公式R= PL/A，假设相变层薄膜的电阻率不变，只要截面积不变，电阻即与长度成正比。由于电脉冲剪裁的前端都是蘑菇形，利用蘑菇形对剪实现非晶态区域和晶态区域都接近为圆柱形。
[0051]【具体实施方式】为，将不同极性的RESET脉冲和SET脉冲施加给相变存储单元，SET脉冲和RESET脉冲是同时和分时输入两种。两极脉冲形式为:
[0052]1、在一电极通以正极性RESET脉冲，另一电极通负极性SET脉冲，包括以下形式:
[0053](I) RESET脉冲为连续脉冲，SET脉冲为恒定电平直流输入；
[0054](2) RESET脉冲为多个连续恒定幅值等脉宽等间隔脉冲，SET脉冲为多个连续恒定幅值等脉宽等间隔脉冲，另外包括如下改进:
[0055]①每个相邻RESET脉冲间都加入一个恒定电平相同极性SET脉冲；
[0056]②每个相邻RESET脉冲间都加入一个恒定电平相反极性SET脉冲；
[0057]③每个相邻SET脉冲间都加入一个恒定电平相同极性RESET脉冲；
[0058]④每个相邻SET脉冲间都加入一个恒定电平相反极性RESET脉冲。
[0059](3)RESET脉冲恒定幅值等脉宽、脉冲间隔线性递增或递减，SET脉冲为多个连续恒定幅值等脉宽等间隔脉冲，另外包括步骤(2)中①②③④改进；
[0060](4) SET脉冲恒定幅值等脉宽、脉冲间隔线性递增或递减，RESET脉冲为多个连续恒定幅值等脉宽等间隔脉冲，另外包括步骤(2)中①②③④改进；
[0061](5)RESET脉冲恒定幅值等脉宽、脉冲间隔线性递增或递减，SET脉冲恒定幅值等脉宽、脉冲间隔线性递增或递减，另外包括步骤(2)中①②③④改进；
[0062]2、一电极通以负极性RESET脉冲，另一电极通正极性SET脉冲，包括步骤I中(I)
(2)(3) (4) (5)步脉冲形式。
[0063]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于数字双向脉冲对相变存储单元非晶态和晶态剪裁的方法，其特征在于，包括下述步骤: 通过在所述相变存储单元的两个电极上分别施加不同极性的RESET脉冲和SET脉冲，使得所述相变存储单元中非晶化区的体积在脉冲调制作用下的形状为圆柱体； 通过对两个电脉冲的幅值、脉宽、脉冲间隔或极性进行调节，使得所述相变存储单元的电阻与所述脉冲幅值、脉宽或脉冲间隔呈线性关系。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RESET脉冲为幅值为2V?5V且脉宽为1ns?50ns的电压脉冲；所述SET脉冲为幅值为0.5V?1.2V、脉宽为10ns?500ns的电压脉冲。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述相变存储单元的两个电极上分时或同时施加不同极性的RESET脉冲和SET脉冲。4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，在所述相变存储单元的一个电极上施加正极性RESET脉冲，另一电极上施加负极性SET脉冲；或者在一个电极上施加负极性RESET脉冲，另一电极上施加正极性SET脉冲。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，脉冲的形式包括: (1)当RESET脉冲为多个连续脉冲时，SET脉冲为恒定幅值直流输入； (2)RESET脉冲为多个连续恒定幅值等脉宽等间隔脉冲，SET脉冲为多个连续恒定幅值等脉宽等间隔脉冲； (3)RESET脉冲恒定幅值等脉宽、脉冲间隔线性递增或递减，SET脉冲为多个连续恒定幅值等脉宽等间隔脉冲； (4)SET脉冲恒定幅值等脉宽、脉冲间隔线性递增或递减，RESET脉冲为多个连续恒定幅值等脉宽等间隔脉冲； (5)RESET脉冲恒定幅值等脉宽、脉冲间隔线性递增或递减，SET脉冲恒定幅值等脉宽、脉冲间隔线性递增或递减。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在(I)中，所述RESET脉冲为脉冲间隔线性递增或线性递减的脉冲。7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在(I)中，在相邻的两个RESET脉冲间加入单个极性与RESET脉冲相同或相反的恒定幅值SET脉冲。8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在(2)、(3)、(4)、(5)中，脉冲施加方式包括: (a)在每两个相邻RESET脉冲之间加入一个恒定幅值且极性相同的SET脉冲； (b)在每两个相邻RESET脉冲之间加入一个恒定幅值且极性相反的SET脉冲； (c)在每两个相邻SET脉冲之间加入一个恒定幅值且极性相同的RESET脉冲； (d)在每两个相邻SET脉冲之间加入一个恒定幅值且极性相反的RESET脉冲。
【专利摘要】本发明公开了一种基于数字双向脉冲对相变存储单元非晶态和晶态剪裁的方法，通过在相变存储单元的两个电极上分别施加不同极性的RESET脉冲和SET脉冲，使得相变存储单元中非晶化区的体积在脉冲调制作用下发生变化，形状近似为圆柱体；通过对两个电脉冲的幅值、宽度、间隔和极性进行调节，使得相变存储单元的电阻与脉冲调制方式呈线性关系。本发明采用不同极性的RESET脉冲和SET脉冲分时或同时施加在相变存储单元的两个电极上，以达到非晶态区域近似为圆柱形，使非晶态电阻与脉冲调制方式呈线性关系，实现对非晶态电阻进行精确控制；其产生的温度梯度延伸到非晶态区域的温度小于晶化温度，可达到对非晶态区域进行退火处理，有效减小电阻漂移和随机波动问题。
【IPC分类】H01L45/00
【公开号】CN104966779
【申请号】CN201510462748
【发明人】李震, 孟祥如
【申请人】华中科技大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月31日