專利名稱：編程、讀取及擦除存儲(chǔ)－二極管陣列中的存儲(chǔ)－二極管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于存儲(chǔ)裝置，更詳而言之，系關(guān)于結(jié)合存儲(chǔ)-二極管之存儲(chǔ)陣列。
背景技術(shù)：
通常，結(jié)合計(jì)算機(jī)和其它電子裝置之存儲(chǔ)裝置應(yīng)用于儲(chǔ)存和保持其操作之信息。典型地，此種存儲(chǔ)裝置包含存儲(chǔ)單元(memory cells)之陣列，其中可存取各存儲(chǔ)單元以對(duì)其編程(programming)、擦除(erasing)和讀取。各存儲(chǔ)單元保持信息在“關(guān)(off)”狀態(tài)或在“開(on)”狀態(tài)，亦可分別表示為“0”和“1”，其在該存儲(chǔ)單元之讀取步驟期間可被讀取。
由于此種電子裝置的持續(xù)開發(fā)和改良，所需儲(chǔ)存和保持之信息量持續(xù)增加。圖1說明存儲(chǔ)-二極管30之存儲(chǔ)單元類型，其中包含符合這些需求之有利特性。該存儲(chǔ)-二極管30包含電極32、電極32上之超離子層(superionic layer)34、超離子層34上之主動(dòng)層(active layer)36、以及主動(dòng)層36上之電極38。首先，假設(shè)未編程該存儲(chǔ)-二極管30，為了編程該存儲(chǔ)-二極管30，施加負(fù)電壓至電極38，而電極32保持接地，使得在存儲(chǔ)-二極管30的正向從高電位(electrical potential)至低電位通過該存儲(chǔ)-二極管30而施加電位Vpg(“編程”電位)(見圖2，通過該存儲(chǔ)-二極管30而施加之存儲(chǔ)-二極管的電流對(duì)電位示意圖)。該電位足以造成銅離子自超離子層34被吸引至電極38而進(jìn)入主動(dòng)層36(A)，造成主動(dòng)層36(和全部存儲(chǔ)-二極管30)在(順向)低電阻或?qū)щ姞顟B(tài)。一旦移除此電位(B)，在編程步驟期間被吸引至主動(dòng)層36之銅離子保持在其中，以使主動(dòng)層36(和存儲(chǔ)-二極管)保持在導(dǎo)電或低電阻狀態(tài)。
圖3說明存儲(chǔ)-二極管30在編程(導(dǎo)電)狀態(tài)中之讀取步驟。在該存儲(chǔ)-二極管30的正向從高電位至低電位施加電位Vr(“讀取”電位)通過存儲(chǔ)-二極管30。此電位足以克服該存儲(chǔ)-二極管30之固有二極管特性的臨界電壓(threshold voltage)Vt，但小于施加通過存儲(chǔ)-二極管30之用于編程(見上述)的電位Vpg。在此種情況下，該存儲(chǔ)-二極管30將易于導(dǎo)電，其表示該存儲(chǔ)-二極管30在其編程狀態(tài)。
為了擦除該存儲(chǔ)-二極管(圖4)，施加正電壓至電極38，而電極32保持接地，以在存儲(chǔ)-二極管30的反向從高電位至低電位施加電位Ver(“擦除”電位)通過該存儲(chǔ)-二極管30。該電位足以造成銅離子自主動(dòng)層36被排斥至電極32而進(jìn)入超離子層34，造成主動(dòng)層36(和全部存儲(chǔ)-二極管30)為高電阻或大體非導(dǎo)電狀態(tài)(見圖5，說明通過存儲(chǔ)-二極管30的電位Ver之應(yīng)用)。在從該存儲(chǔ)-二極管30移除此電位后，保持此狀態(tài)。
圖6說明該存儲(chǔ)-二極管30在擦除(大體非導(dǎo)電)態(tài)中之讀取步驟。在存儲(chǔ)-二極管30的正向從高電位至低電位再施加電位Vr通過存儲(chǔ)-二極管30，如上所述。由于主動(dòng)層36(和存儲(chǔ)-二極管30)在高電阻或大體非導(dǎo)電狀態(tài)，該存儲(chǔ)-二極管30將不傳導(dǎo)大量電流，其表示該存儲(chǔ)-二極管30在其擦除態(tài)。
圖7說明結(jié)合上述種類之存儲(chǔ)-二極管30之存儲(chǔ)-二極管陣列40。如圖7所示，該存儲(chǔ)-二極管陣列40包含第一數(shù)個(gè)平行導(dǎo)體(位線)42 BL0、BL1、...BLn，以及第二數(shù)個(gè)平行導(dǎo)體44(字符線)WL0、WL1、...WLn，第二數(shù)個(gè)平行導(dǎo)體44位于第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體42之上、且與之間隔、垂直、和相交。該存儲(chǔ)-二極管陣列40亦包含上述類型之?dāng)?shù)個(gè)存儲(chǔ)-二極管30。利用各存儲(chǔ)-二極管30在自其第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體42BL至其第二數(shù)個(gè)導(dǎo)體44WL的正向，各存儲(chǔ)-二極管30連接其第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體42BL和其第二數(shù)個(gè)導(dǎo)體44WL在這些導(dǎo)體之交點(diǎn)處。例如，如圖7所示，存儲(chǔ)-二極管3000連接第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體42之導(dǎo)體BL0和第二數(shù)個(gè)導(dǎo)體44之導(dǎo)體WL0在這些導(dǎo)體BL0、WL0的相交處，存儲(chǔ)-二極管3010連接第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體42之導(dǎo)體BL1和第二數(shù)個(gè)導(dǎo)體44之導(dǎo)體WL0在這些導(dǎo)體BL1、WL0的相交處等。
為了編程選擇的存儲(chǔ)-二極管(圖7)，例如選擇的存儲(chǔ)-二極管3000，施加于導(dǎo)體BL0之電壓V1必須為大于施加于導(dǎo)體WL0之電壓V2之Vpg。然而，為了避免在陣列40之任何其它存儲(chǔ)-二極管之不必要的干擾現(xiàn)象，可執(zhí)行以下方法。其中，施加大于電壓V2之電壓V3于各導(dǎo)體WL1至WLn，而電壓V1和電壓V3間之差小于Vpg。此外，施加大于電壓V2之電壓V4于各導(dǎo)體BL1至BLn，而電壓V4和電壓V2間之差小于Vpg。再者，可選擇電壓V3和V4為一樣，以使在陣列40之大多數(shù)存儲(chǔ)-二極管(即，未連接至導(dǎo)體BL0或WL0之存儲(chǔ)-二極管)大體沒有電位施加于其中，以致可降低由此產(chǎn)生的漏電流。
然而，已發(fā)現(xiàn)編程的存儲(chǔ)-二極管的臨界電壓可為非常低，而導(dǎo)致現(xiàn)在將要敘述的問題。
如上所述，在編程該選擇的存儲(chǔ)-二極管3000期間，該選擇的存儲(chǔ)-二極管3000已施加通過其中的Vpg(即，V1-V2)在該存儲(chǔ)-二極管3000的正向。同時(shí)(圖7和圖8)，各連接至導(dǎo)體BL0之其它存儲(chǔ)-二極管3001-300n已在順向施加通過其中的(V1-V3)，其小于Vpg。然而，在連接至導(dǎo)體BL0之存儲(chǔ)-二極管之群組內(nèi)之編程的存儲(chǔ)-二極管的情況中，其臨界電壓非常低，在其順向施加通過各該編程的存儲(chǔ)-二極管的電位(V1-V3)可為足以克服各個(gè)的臨界電壓Vt，以允許大量電流由此通過。同時(shí)(圖7和圖8)，各連接至導(dǎo)體WL0之其它存儲(chǔ)-二極管已施加通過其中之(V4-V2)，其小于Vpg。另一方面，在連接至導(dǎo)體WL0之存儲(chǔ)-二極管3010-30no之群組內(nèi)之編程的存儲(chǔ)-二極管的情況中，其臨界電壓非常低，在其順向施加通過各該編程的存儲(chǔ)-二極管的電位(V4-V2)可為足以克服各個(gè)的臨界電壓Vt，以允許大量電流由此通過?？扇菀装l(fā)現(xiàn)在編程選擇的存儲(chǔ)-二極管3000期間，此種方法造成嚴(yán)重的漏電流，導(dǎo)致該存儲(chǔ)-二極管陣列40之效能嚴(yán)重降低。
因此需要一種能夠克服上述問題之方法。

發(fā)明內(nèi)容
概括地?cái)⑹?，本發(fā)明系執(zhí)行在存儲(chǔ)陣列的選擇的存儲(chǔ)-二極管之程序之方法，該存儲(chǔ)陣列包括第一數(shù)個(gè)平行導(dǎo)體、與該第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體垂直和相交之第二數(shù)個(gè)平行導(dǎo)體、以及數(shù)個(gè)存儲(chǔ)-二極管，各個(gè)存儲(chǔ)-二極管在順向連接該第一復(fù)數(shù)導(dǎo)體之一導(dǎo)體和該第二數(shù)個(gè)導(dǎo)體之一導(dǎo)體于鄰近這些導(dǎo)體的相交處。該方法包括在選擇的存儲(chǔ)-二極管的正向從高電位至低電位提供通過該選擇的存儲(chǔ)-二極管的電位，預(yù)定編程選擇的存儲(chǔ)-二極管至導(dǎo)電狀態(tài)；但是上述步驟在下列情況下進(jìn)行，在預(yù)定編程該選擇的存儲(chǔ)-二極管期間，在該陣列中之各其它存儲(chǔ)-二極管已在其順向提供有較其臨界電壓低的電位；在該選擇的存儲(chǔ)-二極管的反向從高電位至低電位提供通過該選擇的存儲(chǔ)-二極管之電位，預(yù)定擦除該選擇的存儲(chǔ)-二極管；以及但是上述步驟在下列情況下進(jìn)行，在預(yù)定擦除該選擇的存儲(chǔ)-二極管期間，在該陣列中之各其它存儲(chǔ)-二極管已在其反向提供有電位，該電位較用以擦除該選擇的存儲(chǔ)-二極管之電位低。
利用以下詳細(xì)說明和配合圖式可更了解本發(fā)明。熟習(xí)此技藝者從以下敘述將更容易理解，利用實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之最佳模式之方法敘述而簡單顯示和敘述本發(fā)明之實(shí)施例。實(shí)際上，本發(fā)明可有其它實(shí)施例以及其一些細(xì)節(jié)可作修飾和改變，所有都將不脫離本發(fā)明之范疇。因此，圖式和詳述將視為例示而不作為本發(fā)明之限制。


本發(fā)明之新穎的特征提出于申請專利范圍中。然而，本發(fā)明本身以及其較佳模式與進(jìn)一步之目的和優(yōu)點(diǎn)當(dāng)配合圖式和參考例示實(shí)施例之詳細(xì)說明將會(huì)有最佳的理解，其中圖1為典型的存儲(chǔ)-二極管之截面圖，說明其編程；圖2為編程圖1之存儲(chǔ)-二極管中電流對(duì)電壓之示意圖；圖3為讀取圖1之存儲(chǔ)-二極管中電流對(duì)電壓之示意圖；圖4為相似于圖1所示之示意圖，說明該存儲(chǔ)-二極管之擦除；圖5為擦除依據(jù)圖4之編程的存儲(chǔ)-二極管中電流對(duì)電壓之示意圖；圖6為讀取依據(jù)圖5之擦除的存儲(chǔ)-二極管中電流對(duì)電壓之示意圖；圖7為依據(jù)圖1之包含存儲(chǔ)-二極管之存儲(chǔ)陣列之示意圖；圖8為電流對(duì)電壓之示意圖，其說明圖7之陣列之編程的存儲(chǔ)-二極管之漏電流問題；圖9為相似于圖1和圖4所示之示意圖，其說明存儲(chǔ)-二極管之編程
圖10為圖9之存儲(chǔ)-二極管之編程中電流對(duì)電壓之示意圖，其說明由編程存儲(chǔ)-二極管所造成的固有電壓臨界特性；圖11為電流對(duì)電壓之示意圖，其說明編程的存儲(chǔ)-二極管的臨界電壓之改變；圖12為電流對(duì)電壓之示意圖，其說明具有改變的臨界電壓之編程的存儲(chǔ)-二極管之讀??；圖13為電流對(duì)電壓之示意圖，其說明讀取步驟后復(fù)位存儲(chǔ)-二極管的臨界電壓；圖14為電流對(duì)電壓之示意圖，其說明改變其臨界電壓至不同位準(zhǔn)(level)；圖15為電流對(duì)電壓之示意圖，其說明讀取具有改變至不同位準(zhǔn)的臨界電壓之存儲(chǔ)-二極管；圖16為相似于如圖1、圖4和圖9所示之示意圖，其說明存儲(chǔ)-二極管之擦除；圖17為圖16之存儲(chǔ)-二極管之擦除中電流對(duì)電壓之示意圖；圖18為電流對(duì)電壓之示意圖，其說明擦除的存儲(chǔ)-二極管之讀?。粓D19為說明包含存儲(chǔ)-二極管之存儲(chǔ)陣列之示意圖，且說明選擇的存儲(chǔ)-二極管之編程；圖20為電流對(duì)電壓之示意圖，其說明在不同情況下編程的存儲(chǔ)-二極管之特性；圖21為說明圖19之存儲(chǔ)陣列之示意圖，且說明選擇的存儲(chǔ)-二極管之擦除；圖22為電流對(duì)電壓之示意圖，其說明在不同的情況下擦除的存儲(chǔ)-二極管之特性；圖23說明圖19和圖21之存儲(chǔ)陣列之示意圖，且說明選擇的存儲(chǔ)-二極管之讀取；以及圖24為電流對(duì)電壓之示意圖，其說明在讀取情況下存儲(chǔ)-二極管之特性。
具體實(shí)施例方式
發(fā)明者對(duì)于實(shí)施本發(fā)明提出目前可行的最佳模式之本發(fā)明之特定實(shí)施例。
圖9相似于圖1，說明編程存儲(chǔ)-二極管130。該存儲(chǔ)-二極管130包含例如銅電極132、電極132上之超離子Cu2S層134、Cu2S層134上之主動(dòng)WO3或F8T2層136、以及主動(dòng)層136上之鈦電極138。在編程該存儲(chǔ)-二極管130時(shí)，施加負(fù)電壓至電極138，而電極132保持接地，以便在存儲(chǔ)-二極管130的正向從高電位至低電位通過該存儲(chǔ)-二極管130而施加編程電位Vpg(亦見圖10)。該電位足以造成銅離子自超離子層134被吸引至電極132而進(jìn)入主動(dòng)層136，造成主動(dòng)層136(和整體存儲(chǔ)-二極管130)在(順向)低電阻或?qū)щ姞顟B(tài)。一旦從該存儲(chǔ)-二極管130移除此電位，在編程步驟期間被吸引至主動(dòng)層136之銅離子保持在其中，以使主動(dòng)層136(和存儲(chǔ)-二極管130)保持在導(dǎo)電或低電阻狀態(tài)。
如上所述，由于該存儲(chǔ)-二極管130在導(dǎo)電或低阻抗?fàn)顟B(tài)，該存儲(chǔ)-二極管130之固有二極管特性可有非常低的臨界電壓Vt1(圖10)，而導(dǎo)致上述問題。然而，已發(fā)現(xiàn)該存儲(chǔ)-二極管130的臨界電壓V1可藉在存儲(chǔ)-二極管130的反向從高電位至低電位施加通過于該存儲(chǔ)-二極管130之電場而增加，作為編程完成步驟。例如，如圖11所示，在存儲(chǔ)-二極管130的反向從高電位至低電位施加電場Vs1通過存儲(chǔ)-二極管130，造成存儲(chǔ)-二極管130的臨界電壓從Vt1增加至Vt2，以及建立該存儲(chǔ)-二極管130的臨界電壓于Vt2。施加至存儲(chǔ)-二極管130以建立新的臨界電壓Vt2之電位Vs1小于在存儲(chǔ)-二極管的反向施加以擦除存儲(chǔ)-二極管130之電位Ver，以避免干擾該編程的存儲(chǔ)-二極管130的狀態(tài)。
圖12說明如圖11所示之在如此編程的(so-programmed)(導(dǎo)電的)狀態(tài)中之存儲(chǔ)-二極管130之讀取步驟。在該存儲(chǔ)-二極管130的正向中從高電位至低電位施加電位Vr通過該存儲(chǔ)-二極管130。此電位Vr足以克服存儲(chǔ)-二極管130的臨界電壓Vt2，但小于施加通過存儲(chǔ)-二極管130的用于編程的電位Vpg在此情況中，存儲(chǔ)-二極管130將易于導(dǎo)電，其表示存儲(chǔ)-二極管130在其編程狀態(tài)。
藉由從預(yù)先選擇的以及建立的位準(zhǔn)Vt2而降低此臨界電壓，已發(fā)現(xiàn)上述讀取步驟可干擾該建立的存儲(chǔ)-二極管130的臨界電壓。為了再建立該選擇的臨界電壓Vt2，執(zhí)行讀取-完成步驟(圖13)，其中，該存儲(chǔ)-二極管130的臨界電壓Vt增加至預(yù)先建立的位準(zhǔn)Vt2，其系藉由在該存儲(chǔ)-二極管130的反向從高電位至低電位施加電場Vs1通過該存儲(chǔ)-二極管130，造成該存儲(chǔ)-二極管130的臨界電壓增加至Vt2，再次建立該存儲(chǔ)-二極管的臨界電壓于Vt2。
已發(fā)現(xiàn)該存儲(chǔ)-二極管130的臨界電壓之增加量取決于在其反向從高電位至低電位通過該存儲(chǔ)-二極管130而施加之電位Vs的大小。即，電位大小Vs1決定Vt2的臨界電壓，電位大小Vs2(選定其大于Vs1)決定臨界電壓Vt3(其大于Vt2)(比較圖11和圖14)，即，在電位Vs的大小和臨界電壓Vt的大小間存在一比例。然而，在已施加電位Vs以決定臨界電壓Vt的大小的情況下(例如，施加電位Vs2以決定臨界電壓Vt3)，若施加小于原先施加的電位Vs大小之另一個(gè)電位Vs(例如Vs1，小于Vs2大小)，則臨界電壓之位準(zhǔn)(Vt3)沒有改變，即，藉由施加最高電位Vs大小而建立臨界電壓Vt之位準(zhǔn)(和在此實(shí)例保持Vt3)。
因此，可為符合應(yīng)用之特定需求而建立存儲(chǔ)-二極管130的臨界電壓。此外，為了避免編程的存儲(chǔ)-二極管130的狀態(tài)之干擾情況，施加于存儲(chǔ)-二極管130以建立新的臨界電壓之電位Vs小于施加于存儲(chǔ)-二極管130的反向以擦除存儲(chǔ)-二極管130之電位Ver。
圖15說明在如圖14所示之在其編程的(導(dǎo)電的)狀態(tài)中之如此編程的存儲(chǔ)-二極管130之讀取步驟。在該存儲(chǔ)-二極管130的正向從高電位至低電位施加電位Vr通過該存儲(chǔ)-二極管130。此電位足以克服該存儲(chǔ)-二極管130的臨界電壓Vt3，但小于通過該存儲(chǔ)-二極管130之編程電位Vpg。在此情況下，該存儲(chǔ)-二極管130將易于導(dǎo)電，其表示該存儲(chǔ)-二極管在其編程狀態(tài)。而且，執(zhí)行上述讀取-完成步驟以再建立該存儲(chǔ)-二極管130的臨界電壓Vt3。
圖16相似于圖4，說明存儲(chǔ)-二極管130之擦除。施加正電壓至電極138，而電極132保持接地，在存儲(chǔ)-二極管130的反向從高電位至低電位施加電位Ver通過存儲(chǔ)-二極管130(亦見圖17)。此電位大于如上所述之為建立存儲(chǔ)-二極管臨界電壓所施加的電位Vs，且該電位足以造成銅離子自主動(dòng)層136被排斥至電極132而進(jìn)入超離子層134，造成主動(dòng)層136(和整體存儲(chǔ)-二極管130)為高阻抗或大體非導(dǎo)電狀態(tài)。在從存儲(chǔ)-二極管130移除該電位，此狀態(tài)保持不變。
圖18說明存儲(chǔ)-二極管130在其擦除(大體非導(dǎo)電)狀態(tài)中之檢驗(yàn)步驟，其在該擦除程序后立即執(zhí)行。電位Vr是在存儲(chǔ)-二極管130的正向中從高電位至低電位施加通過存儲(chǔ)-二極管之電位(其為讀取存儲(chǔ)-二極管130的狀態(tài)中所施加之電位，見下文，因?yàn)槟壳暗牟襟E實(shí)際上為讀取步驟)。此電位小于通過存儲(chǔ)-二極管130所施加的用于編程的電位Vpg。若存儲(chǔ)-二極管130已被適當(dāng)擦除，即，存儲(chǔ)-二極管130為高阻抗或大體非導(dǎo)電狀態(tài)，則存儲(chǔ)-二極管130將不傳導(dǎo)大量電流。
圖18亦說明存儲(chǔ)-二極管130在其擦除狀態(tài)中之讀取步驟，用以決定存儲(chǔ)-二極管130的狀態(tài)。同樣地，電位Vr是在存儲(chǔ)-二極管130的正向從高電位至低電位施加通過存儲(chǔ)-二極管130。存儲(chǔ)-二極管130在其擦除狀態(tài)(即，高阻抗或大體不導(dǎo)電狀態(tài))將不傳導(dǎo)大量電流。
圖19相似于圖7，說明結(jié)合所述類型之存儲(chǔ)-二極管130之存儲(chǔ)-二極管陣列140。如圖19所示，，且參考圖20，存儲(chǔ)-二極管陣列140包含第一數(shù)個(gè)平行導(dǎo)體142(位線)BL0、BL1、...BLn，以及第二數(shù)個(gè)平行導(dǎo)體144(字符線)WL0、WL1、...WLn，第二數(shù)個(gè)平行導(dǎo)體144位于第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體142之上、且與第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體142間隔、垂直、和相交。該存儲(chǔ)-二極管陣列140亦包含上述類型之?dāng)?shù)個(gè)存儲(chǔ)-二極管130。各存儲(chǔ)-二極管130連接其中一個(gè)第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體142 BL和其中一個(gè)第二數(shù)個(gè)導(dǎo)體144WL在這些導(dǎo)體的相交處，其中存儲(chǔ)-二極管130在自第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體142BL至第二數(shù)個(gè)導(dǎo)體144WL的正向。例如，如圖19所示，存儲(chǔ)-二極管13000連接第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體142之導(dǎo)體BL0和第二數(shù)個(gè)導(dǎo)體144之導(dǎo)體WL0在這些導(dǎo)體BL0、WL0的相交處，存儲(chǔ)-二極管13010連接第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體142之導(dǎo)體BL1和第二數(shù)個(gè)導(dǎo)體144之導(dǎo)體WL0在這些導(dǎo)體BL1、WL0的相交處等。
為了編程選擇的存儲(chǔ)-二極管，例如選擇的存儲(chǔ)-二極管13000，在存儲(chǔ)-二極管13000的正向施加通過其中的電位Vpg。為清楚起見，顯示電壓Vpg施加于導(dǎo)體BL0，而顯示0電壓施加于導(dǎo)體WL0，因此在其順向建立電位Vpg通過存儲(chǔ)-二極管13000。為了克服上述問題，其中施加于導(dǎo)體之電壓會(huì)使陣列140中之未選定的存儲(chǔ)-二極管的臨界電壓可被超過(surpassed)，造成嚴(yán)重漏電流，施加電壓于導(dǎo)體BL1至BLn和導(dǎo)體WL1至WLn，以確定除了選擇的存儲(chǔ)-二極管13000之外之各個(gè)連接至導(dǎo)體BL0至BLn之存儲(chǔ)-二極管以及各個(gè)連接至導(dǎo)體WL0至WLn之存儲(chǔ)-二極管在順向施加有電位rVpg，其中r＜1和rVpg＜施加有電位rVpg之存儲(chǔ)-二極管的臨界電壓(例如Vt2)(亦見圖20)。將理解，r值的選擇可由建立的臨界電壓之位準(zhǔn)的選擇所約束，反之亦然。即，若建立相對(duì)高的臨界電壓之位準(zhǔn)，r值可相對(duì)高，反之，若建立相對(duì)低的臨界電壓之位準(zhǔn)，r值必相對(duì)低。
藉由施加電壓rVpg至各導(dǎo)體BL1至BLn，可建立電位rVpg通過各連接至導(dǎo)體WL0(除了選擇的存儲(chǔ)-二極管13000)之存儲(chǔ)-二極管。為了建立電位rVpg通過連接至導(dǎo)體BL1之存儲(chǔ)-二極管(除了選擇的存儲(chǔ)-二極管之外)，施加電壓(1-r)Vpg至各導(dǎo)體WL1至WLn。選擇r值以使連接至導(dǎo)體BL0和導(dǎo)體WL0之各編程的存儲(chǔ)-二極管(除了選擇的存儲(chǔ)-二極管13000)具有小于其臨界電壓Vt2之在其順向施加通過其中之電位。此外，陣列140之各其它存儲(chǔ)-二極管(即，未連接至導(dǎo)體BL0也未連接至導(dǎo)體WL0之那些存儲(chǔ)-二極管130)已在其順向施加通過其中之電位(2r-1)Vpg。若(2r-1)Vpg為負(fù)，提供r值以使在反向從高電位至低電位通過存儲(chǔ)-二極管所施加的電位(2r-1)Vpg小于在反向從高電位至低電位所施加的電位Vs1(建立臨界值Vt2)，避免臨界電壓Vt2之干擾。亦使在反向從高電位至低電位通過存儲(chǔ)-二極管所施加之電位(2r-1)Vpg小于在反向從高電位至低電位所施加的電位Ver。若(2r-1)Vpg為正，提供r值以使在存儲(chǔ)-二極管的順向從高電位至低電位通過存儲(chǔ)-二極管所施加之電位(2r-1)Vpg小于施加的臨界電壓Vt2。因此，受到此電位之任何編程的存儲(chǔ)-二極管的狀態(tài)不會(huì)受到干擾，即，保持不變，且任何未選擇的存儲(chǔ)-二極管的臨界電壓不會(huì)被超過。因此將知道陣列中之各存儲(chǔ)-二極管(除了選擇的存儲(chǔ)-二極管13000)已施加有小于存儲(chǔ)-二極管的臨界電壓Vt2之在順向而通過其中之電位。
選擇陣列中之存儲(chǔ)-二極管的臨界電壓之能力可允許在r值的選擇中有更廣泛的自由。
圖21相似于圖19，但說明選擇的存儲(chǔ)-二極管之擦除。
為了擦除選擇的存儲(chǔ)-二極管，例如選擇的存儲(chǔ)-二極管13000，需在存儲(chǔ)-二極管的反向施加電位Ver通過其中。為清楚起見，電壓Ver如圖所示施加于導(dǎo)體WL0，而0電壓如圖所示施加于導(dǎo)體BL0，因此在其反向從高電位至低電位建立電位Ver通過存儲(chǔ)-二極管13000。施加電壓至導(dǎo)體BL1至BLn和導(dǎo)體WL1至WLn，以確定各連接至導(dǎo)體BL0之存儲(chǔ)-二極管和各連接至導(dǎo)體WL0之存儲(chǔ)-二極管(除了選擇的存儲(chǔ)-二極管13000外)已在反向施加有電位pVer(正向-pVer)，其中p＜1(亦見圖22)。
藉由施加電壓pVer至各導(dǎo)體WL1至WLn，可建立反向之電位pVer通過各連接至導(dǎo)體BL0之存儲(chǔ)-二極管(除了選擇的存儲(chǔ)-二極管13000之外)。為了建立反向之電位pVer通過各個(gè)連接至導(dǎo)體WL0之存儲(chǔ)-二極管(除了選擇的存儲(chǔ)-二極管13000外)，施加電壓(1-p)Ver至各個(gè)導(dǎo)體BL1至BLn。各個(gè)連接至導(dǎo)體BL0和導(dǎo)體WL0之存儲(chǔ)-二極管，除了選擇的存儲(chǔ)-二極管13000外，具有小于其臨界電壓之在順向施加通過其中之電位(實(shí)際上在順向?yàn)樨?fù))。此外，選擇r值以使在存儲(chǔ)-二極管的反向從高電位至低電位所施加之值pVer小于建立存儲(chǔ)-二極管之臨界值Vt2之值Vs1，避免臨界值Vt2之干擾。再者，陣列140中之各個(gè)其它的存儲(chǔ)-二極管，即，那些不連接至導(dǎo)體BL0也不連接至導(dǎo)體WL0之存儲(chǔ)-二極管，已在順向施加有通過其中的電位(1-2p)Ver。若(1-2p)Ver為正，提供p值以使在存儲(chǔ)-二極管的順向從高電位至低電位所施加之電位(1-2p)Ver小于其臨界電壓，確保受到此電位之編程的存儲(chǔ)-二極管將不導(dǎo)電(not turn on)。若(1-2p)Ver為負(fù)，提供p值以使在存儲(chǔ)-二極管的反向從高電位至低電位所施加之電位(1-2p)Ver小于在反向從高電位至低電位所施加之電位Vs1，其用于建立存儲(chǔ)-二極管臨界電壓Vt2，避免設(shè)定的臨界電壓Vt2之干擾。此遂確保施加的電位之位準(zhǔn)不足以擦除編程的存儲(chǔ)-二極管。因此，將保持暴露于電位pVer或電位(1-2p)Ver之任何編程的存儲(chǔ)-二極管的狀態(tài)。此外，要注意的是在存儲(chǔ)-二極管的正向施加之任何如上所指定的電位將明顯小于存儲(chǔ)-二極管的臨界電壓Vt。因此將發(fā)現(xiàn)陣列140之各存儲(chǔ)-二極管(除了該選擇的存儲(chǔ)-二極管13000之外)已在順向施加有通過其中的小于存儲(chǔ)-二極管的臨界電壓Vt2之電位。
圖23相似于圖19和圖21但說明選擇的存儲(chǔ)-二極管13000之讀取。為了讀取選擇的存儲(chǔ)-二極管13000的狀態(tài)，必須在存儲(chǔ)-二極管13000的正向從高電位至低電位施加通過其中的電位Vr。若存儲(chǔ)-二極管13000在編程的狀態(tài)，此電位足以克服選擇的存儲(chǔ)-二極管13000的臨界電壓Vt2，但小于，該電位Vpg會(huì)不希望地編程在擦除狀態(tài)之存儲(chǔ)-二極管。此外，為清楚起見，電壓Vr如圖所示施加于導(dǎo)體BL0，而0電壓如圖所示施加于導(dǎo)體WL0，因此在其順向建立電位Vr通過存儲(chǔ)-二極管。在讀取模式(page mode read)中，各其它的導(dǎo)體BL1至BLn亦施加有Vr。各其它的導(dǎo)體已施加有電壓(1-q)Vr，其中q＜1。若q為接近于0之值，施加于通過各連接至導(dǎo)體WL1至WLn之存儲(chǔ)-二極管之電位將接近于0。此電位不足以造成任何連接至導(dǎo)體WL1至WLn之編程的存儲(chǔ)-二極管導(dǎo)電，亦沒有任何連接至導(dǎo)體WL1至WLn之擦除的存儲(chǔ)-二極管會(huì)導(dǎo)電(圖24)。
此處提供編程、擦除、和讀取存儲(chǔ)-二極管陣列中之存儲(chǔ)-二極管之高效率方法。此方法高度有效于避免漏電流和干擾，如上所述。
為了說明和敘述的目的，已提出本發(fā)明之實(shí)施例之上述敘述。本發(fā)明不完全和限定于所揭露的形式。鑒于上述說明，其它的修飾和變更亦有可能。
選擇和敘述實(shí)施例以提供本發(fā)明之宗旨之最佳敘述以及其實(shí)際應(yīng)用，因此可使熟習(xí)此技藝者在各種實(shí)施例中以及利用適用于特定應(yīng)用之各種修飾而應(yīng)用本發(fā)明。當(dāng)根據(jù)完全的、合法的、以及合理的范圍敘述時(shí)，所有此種修飾和改變?nèi)栽谏暾垖＠秶鶝Q定之本發(fā)明的范疇內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提供存儲(chǔ)-二極管(130)的狀態(tài)的方法，包括下列步驟施加第一電位通過該存儲(chǔ)-二極管(130)以提供存儲(chǔ)-二極管(130)導(dǎo)電狀態(tài)；以及施加第二電位通過該存儲(chǔ)-二極管(130)以建立存儲(chǔ)-二極管(130)臨界電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該第一電位是在該存儲(chǔ)-二極管(130)的正向從高電位至低電位施加的。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，該第二電位是在該存儲(chǔ)-二極管的反向從高電位至低電位施加的。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該第二電位是在該存儲(chǔ)-二極管(130)的反向從高電位至低電位施加的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在該存儲(chǔ)-二極管(130)的反向從高電位至低電位施加第三電位通過該存儲(chǔ)-二極管(130)，該第三電位大于該第二電位。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括在該存儲(chǔ)-二極管(130)的反向從高電位至低電位施加第三電位通過該存儲(chǔ)-二極管(130)，該第三電位大于該第二電位。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，在該存儲(chǔ)-二極管(130)的反向從高電位至低電位施加第三電位通過該存儲(chǔ)-二極管(130)的步驟是存儲(chǔ)-二極管(130)擦除步驟。
8.一種建立導(dǎo)電的存儲(chǔ)-二極管(130)的臨界電壓的方法，包括在該存儲(chǔ)-二極管(130)的反向從高電位至低電位施加電位通過該存儲(chǔ)-二極管(130)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，該建立的存儲(chǔ)-二極管(130)的臨界電壓取決于在該存儲(chǔ)-二極管(130)的反向從高電位至低電位施加通過該存儲(chǔ)-二極管(130)的電位的大小。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，該建立的存儲(chǔ)-二極管(130)的臨界電壓隨著在該存儲(chǔ)-二極管(130)的反向從高電位至低電位施加通過該存儲(chǔ)-二極管(130)的電位的大小增加而增加。
11.一種對(duì)存儲(chǔ)-二極管(130)執(zhí)行程序的方法，包括下列步驟在該存儲(chǔ)-二極管(130)的反向從高電位至低電位提供電位通過該存儲(chǔ)-二極管(130)，預(yù)定提供該存儲(chǔ)-二極管(130)的擦除狀態(tài)；以及在該存儲(chǔ)-二極管(130)的正向從高電位至低電位施加電位通過該存儲(chǔ)-二極管(130)，以檢驗(yàn)該存儲(chǔ)-二極管(130)的狀態(tài)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，在該存儲(chǔ)-二極管(130)的正向從高電位至低電位施加電位通過該存儲(chǔ)-二極管(130)的步驟是存儲(chǔ)-二極管(130)讀取步驟。
13.一種對(duì)導(dǎo)電狀態(tài)中的存儲(chǔ)-二極管(130)執(zhí)行程序的方法，包括下列步驟在該存儲(chǔ)-二極管(130)的正向從高電位至低電位施加電位通過該存儲(chǔ)-二極管(130)，預(yù)定讀取該存儲(chǔ)-二極管(130)的狀態(tài)；以及在該存儲(chǔ)-二極管(130)的反向從高電位至低電位施加電位通過該存儲(chǔ)-二極管(130)，以建立存儲(chǔ)-二極管(130)臨界電壓。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，對(duì)該存儲(chǔ)-二極管(130)執(zhí)行的程序是讀取-完成程序。
15.一種對(duì)存儲(chǔ)陣列(140)的選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)執(zhí)行程序的方法，該存儲(chǔ)陣列(140)包括第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體(142)、第二數(shù)個(gè)導(dǎo)體(144)以及數(shù)個(gè)存儲(chǔ)-二極管(130)，各個(gè)存儲(chǔ)-二極管(130)連接該第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體(142)的其中一個(gè)(BL)和該第二數(shù)個(gè)導(dǎo)體(144)的其中一個(gè)(WL)，該方法包括下列步驟在該選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)的正向從高電位至低電位提供電位通過該選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)，預(yù)定將該選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)編程至導(dǎo)電狀態(tài)；以及但是上述步驟在下列情況下進(jìn)行，在該選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)的預(yù)定編程期間，在該陣列(140)中的各個(gè)其它編程的存儲(chǔ)-二極管(130)已在其正向通過其中提供有小于其臨界電壓的電位。
16.一種擦除存儲(chǔ)陣列(140)的選擇的編程的存儲(chǔ)-二極管(130)的方法，該存儲(chǔ)陣列(140)包括第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體(142)、與該第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體(142)相交的第二數(shù)個(gè)導(dǎo)體(144)、以及數(shù)個(gè)存儲(chǔ)-二極管(130)，各個(gè)存儲(chǔ)-二極管(130)連接該第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體(142)的其中一個(gè)(BL)和該第二數(shù)個(gè)導(dǎo)體(144)的其中一個(gè)(WL)于接近這些導(dǎo)體(BL、WL)的相交處，該方法包括下列步驟在該選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)的反向從高電位至低電位提供電位通過該選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)，預(yù)定擦除該選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)；以及但是上述步驟在下列情況下進(jìn)行，在預(yù)定擦除該選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)期間，在該陣列(140)中的各個(gè)其它編程的存儲(chǔ)-二極管已在其反向通過其中提供有電位，該電位小于用以擦除該選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)的電位。
17.一種對(duì)存儲(chǔ)陣列(140)的選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)執(zhí)行程序的方法，該存儲(chǔ)陣列(140)包括第一數(shù)個(gè)平行導(dǎo)體(142)、垂直于且相交于該第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體(142)的第二數(shù)個(gè)平行導(dǎo)體(144)、以及數(shù)個(gè)存儲(chǔ)-二極管(130)，各個(gè)存儲(chǔ)-二極管(130)連接該第一數(shù)個(gè)導(dǎo)體(142)的其中一個(gè)(BL)和該第二數(shù)個(gè)導(dǎo)體(144)的其中一個(gè)(WL)于接近這些導(dǎo)體(BL、WL)的相交處，該方法包括下列步驟在該選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)的正向從高電位至低電位提供電位通過該選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)，預(yù)定將該選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)編程至導(dǎo)電狀態(tài)；但是上述步驟在下列情況下進(jìn)行，在該選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)的預(yù)定編程期間，在該陣列中的各個(gè)其它存儲(chǔ)-二極管(130)已在其正向通過其中提供有小于其臨界電壓的電位；在該選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)的反向從高電位至低電位提供電位通過該選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)，預(yù)定擦除該選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)；以及但是上述步驟在下列情況下進(jìn)行，在預(yù)定擦除該選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)期間，在該陣列(140)中的各個(gè)其它存儲(chǔ)-二極管(130)已在其反向通過其中提供有電位，該電位小于用以擦除該選擇的存儲(chǔ)-二極管(130)的電位。
全文摘要
一種存儲(chǔ)陣列(140)包括第一和第二組導(dǎo)體(142)、(144)以及數(shù)個(gè)存儲(chǔ)－二極管(130)，各個(gè)存儲(chǔ)－二極管順向連接該第一組導(dǎo)體(BL)(142)和該第二組導(dǎo)體(WL)(144)。在順向從高電位至低電位施加電位通過選擇的存儲(chǔ)－二極管(130)，預(yù)定編程該選擇的存儲(chǔ)－二極管(130)。在該預(yù)定編程期間，提供該陣列(140)中之各其它存儲(chǔ)－二極管(130)在其順向之通過其中之較其臨界電壓低的電位。藉由在反向從高電位至低電位施加通過存儲(chǔ)－二極管(130)的電位可建立各存儲(chǔ)－二極管(130)的臨界電壓。藉由如此建立足夠的臨界電壓，以及藉由選擇施加至該陣列(140)之導(dǎo)體之適當(dāng)電位，可避免漏電流和干擾等相關(guān)問題。
文檔編號(hào)G11C16/10GK101084555SQ200580043866
公開日2007年12月5日 申請日期2005年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月23日
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