半导体存储设备

摘要

所提供的是一种半导体存储设备，其能在随机存取编程动作中以期望的可控性稳定地编程到期望的电阻状态，并且配备有可变电阻元件。不管作为写动作(擦除动作和编程动作)的目标的存储单元的可变电阻元件的电阻状态如何，施加用于将所述可变电阻元件的所述电阻状态恢复到具有最小电阻值的被擦除状态的擦除电压脉冲。此后，用于将所述可变电阻元件的所述电阻状态恢复到期望的被编程状态的编程电压脉冲被施加到所述编程动作目标存储单元的所述可变电阻元件。通过在已经施加了所述擦除电压脉冲之后一直施加所述编程电压脉冲，能够避免被顺序地施加的多个编程电压脉冲。

主权项

一种半导体存储设备，包括：由存储单元配置的存储单元阵列，多个所述存储单元分别被布置在行方向上和列方向上，每个存储单元包括可变电阻元件，其中电极被支承在可变电阻器的两个端子中的每一个处，电阻状态由所述两个端子之间的电阻特性和通过在所述两个端子之间施加电介质应力在两个或更多个不同的电阻状态之间的转变来界定，并且所述转变之后的一个电阻状态被用于存储信息，其中在所述存储单元阵列中的一个或多个选择的存储单元的随机写中，对所述选择的存储单元中的每一个执行擦除动作或编程动作，在所述擦除动作中，用于将所述选择的存储单元的所述可变电阻元件的所述电阻状态转变到具有最低电阻值的被擦除状态的擦除电压脉冲被施加到所述选择的存储单元，而不管所述选择的存储单元的所述可变电阻元件的所述电阻状态如何，在所述编程动作中，所述擦除电压脉冲被施加到所述选择的存储单元，并且用于将所述选择的存储单元的所述可变电阻元件的所述电阻状态从所述被擦除状态转变到预定的电阻状态的第一编程电压脉冲被施加到所述选择的存储单元，而不管所述选择的存储单元的所述可变电阻元件的所述电阻状态如何，以及所述半导体存储设备进一步包括：验证部，其在已经执行了所述编程动作之后执行验证所述选择的存储单元的所述可变电阻元件的所述电阻特性是否在所述预定的电阻状态的电阻分布范围之内的验证动作，其中在所述验证动作中，在所述选择的存储单元当中检测到其可变电阻元件的电阻特性在所述预定的电阻状态的所述电阻分布范围之外的存储单元的情况下，重复地执行第二编程动作，直到在所述电阻分布范围之外的所述存储单元的所述可变电阻元件的所述电阻特性被恢复到所述预定的电阻状态的所述电阻分布范围之内为止，并且在所述第二编程动作中，所述擦除电压脉冲被施加到所述存储单元，并且用于将在所述电阻分布范围之外的所述存储单元的所述可变电阻元件的所述电阻状态从所述被擦除状态转变到所述预定的电阻状态的第二编程电压脉冲被施加到所述存储单元，而不管在所述电阻分布范围之外的所述存储单元的所述可变电阻元件的所述电阻状态如何。