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DE102019126107A1 - MEMORY ARRANGEMENTS, METHODS FOR INITIATING A MEMORY, AND METHOD FOR USING A MEMORY - Google Patents

MEMORY ARRANGEMENTS, METHODS FOR INITIATING A MEMORY, AND METHOD FOR USING A MEMORY Download PDF

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Abstract

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird eine Speicheranordnung beschrieben aufweisend einen Speicher, aufweisend eine Mehrzahl von Speicherzellen, wobei jede Speicherzelle ein Material aufweist, dessen Widerstand änderbar ist, und wobei der Speicher zum Speichern von Daten basierend auf einer Einstellung des Widerstands des Materials in den Speicherzellen eingerichtet ist, und eine Speichersteuereinrichtung, eingerichtet zum Durchführen von mindestens einem ersten Speicherzellen-Initiierungsprozess und einem zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozess, wobei ein Speicherzellen-Initiierungsprozess aus mehreren Initiierungsoperationen besteht, wobei bei jeder Initiierungsoperation einer Speicherzelle, auf die der Speicherzellen-Initiierungsprozess angewendet wird, ein Stromimpuls zugeführt wird, wobei sich der erste Speicherzellen-Initiierungsprozess und der zweite Speicherzellen-Initiierungsprozess in einem oder mehreren elektrischen Parametern unterscheiden, und eingerichtet, einen ersten Teil der Speicherzellen mittels des ersten Speicherzellen-Initiierungsprozesses und einen zweiten Teil der Speicherzellen mittels des zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozesses zu initiieren.

Figure DE102019126107A1_0000
According to one embodiment, a memory arrangement is described having a memory having a plurality of memory cells, wherein each memory cell has a material whose resistance can be changed, and wherein the memory is configured to store data based on a setting of the resistance of the material in the memory cells , and a memory control device, configured to carry out at least a first memory cell initiation process and a second memory cell initiation process, wherein a memory cell initiation process consists of a plurality of initiation operations, wherein for each initiation operation of a memory cell to which the memory cell initiation process is applied, a current pulse is supplied, wherein the first memory cell initiation process and the second memory cell initiation process differ in one or more electrical parameters, and set up a first To initiate part of the memory cells by means of the first memory cell initiation process and a second part of the memory cells by means of the second memory cell initiation process.
Figure DE102019126107A1_0000

Description

Ausführungsbeispiele betreffen allgemein Speicheranordnungen, Verfahren zum Initiieren eines Speichers und Verfahren zum Nutzen eines Speichers.Embodiments generally relate to memory arrangements, methods for initiating a memory, and methods for using a memory.

RRAM (resistive random access memory)-Speicher bestehen aus nichtflüchtigen Speicherzellen, deren Widerstand nach der Prozessierung des Wafers zunächst sehr hochohmig isolierend ist. Damit diese Speicherelemente genutzt werden können, müssen die Speicherzellen alle einen Formierungsprozess durchlaufen. Der Formierungsprozess weist als erstes eine Formierung auf, nach der sich die Speicherzellen jeweils durch eine SET-Operation in einen niederohmigen Zustand, der typischerweise eine 1 codiert, und durch einen RESET- Operation in einen hochohmigen Zustand, der typischerweise eine 0 codiert, versetzen lassen. Die 0 als hochohmiger Zustand ist deutlich niederohmiger als der Ausgangszustand nach der Waferherstellung.RRAM (resistive random access memory) memories consist of non-volatile memory cells, the resistance of which is initially very high-ohmic insulating after the processing of the wafer. So that these memory elements can be used, the memory cells all have to go through a formation process. The formation process firstly has a formation, after which the memory cells can be put into a low-resistance state, which typically encodes a 1, by a SET operation, and in a high-impedance state, which typically encodes a 0, by means of a RESET operation . The 0 as a high-resistance state is significantly lower-resistance than the initial state after wafer production.

Im Anschluss erfolgt eine Initiierung der Speicherzellen. Je nach Intensität der Initiierung können Speicherzellen dann mittels einer sogenannten „Soft“-Programmierung beschrieben werden oder erfordern eine „Hard“-Programmierung. Die Initiierung von Speicherzellen ist jedoch mit hohem Aufwand verbunden und insbesondere eine Initiierung, die eine Soft-Programmierung erlaubt, bildet typischerweise einen signifikanten Teil der Testzeit und Testkosten nach Fertigung eines Speicherchips.The memory cells are then initiated. Depending on the intensity of the initiation, memory cells can then be written using so-called “soft” programming or require “hard” programming. However, the initiation of memory cells is associated with great effort and, in particular, an initiation that allows soft programming typically forms a significant part of the test time and test costs after the production of a memory chip.

Dementsprechend sind effiziente Verfahren zum Initiieren und Nutzen eines Speichers, der auf der Widerstandsänderung eines Speichermaterials basiert, insbesondere eines RRAM-Speichers, wünschenswert.Accordingly, efficient methods of initiating and utilizing a memory based on the change in resistance of a memory material, particularly an RRAM memory, are desirable.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird eine Speicheranordnung bereitgestellt aufweisend einen Speicher, aufweisend eine Mehrzahl von Speicherzellen, wobei jede Speicherzelle ein Material aufweist, dessen Widerstand änderbar ist, und wobei der Speicher zum Speichern von Daten basierend auf einer Einstellung des Widerstands des Materials in den Speicherzellen eingerichtet ist, und eine Speichersteuereinrichtung, eingerichtet zum Durchführen von mindestens einem ersten Speicherzellen-Initiierungsprozess und einem zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozess, wobei ein Speicherzellen-Initiierungsprozess aus mehreren Initiierungsoperationen besteht, wobei bei jeder Initiierungsoperation einer Speicherzelle, auf die der Speicherzellen-Initiierungsprozess angewendet wird, ein Stromimpuls zugeführt wird, wobei sich der erste Speicherzellen-Initiierungsprozess und der zweite Speicherzellen-Initiierungsprozess in einem oder mehreren elektrischen Parametern unterscheiden, und eingerichtet, einen ersten Teil der Speicherzellen mittels des ersten Speicherzellen-Initiierungsprozesses und einen zweiten Teil der Speicherzellen mittels des zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozesses zu initiieren.According to one embodiment, a memory arrangement is provided having a memory having a plurality of memory cells, wherein each memory cell has a material whose resistance can be changed, and wherein the memory is configured to store data based on a setting of the resistance of the material in the memory cells , and a memory control device, configured to carry out at least a first memory cell initiation process and a second memory cell initiation process, wherein a memory cell initiation process consists of a plurality of initiation operations, wherein for each initiation operation of a memory cell to which the memory cell initiation process is applied, a current pulse is supplied, wherein the first memory cell initiation process and the second memory cell initiation process differ in one or more electrical parameters, and set up a first to initiate a part of the memory cells by means of the first memory cell initiation process and a second part of the memory cells by means of the second memory cell initiation process.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Speicheranordnung bereitgestellt aufweisend einen Speicher, aufweisend eine Mehrzahl von Speicherzellen, wobei jede Speicherzelle ein Material aufweist, dessen Widerstand änderbar ist, und wobei der Speicher zum Speichern von Daten basierend auf einer Einstellung des Widerstands des Materials in den Speicherzellen eingerichtet ist, und eine Speichersteuereinrichtung, eingerichtet zum Durchführen von mindestens einer ersten Speicherzellen-Programmieroperation und einer zweiten Speicherzellen- Programmieroperation, wobei bei jeder Speicherzellen- Programmieroperation einer Speicherzelle, auf die die Speicherzellen-Programmieroperation angewendet wird, ein Stromimpuls zugeführt wird, wobei sich die erste Speicherzellen-Programmieroperation und die zweite Speicherzellen-Programmieroperation in einem oder mehreren elektrischen Parametern unterscheiden, und eingerichtet, einen ersten Teil der Speicherzellen mittels der ersten Speicherzellen-Programmieroperation und einen zweiten Teil der Speicherzellen mittels der zweiten Speicherzellen-Programmieroperation zu programmieren.According to a further exemplary embodiment, a memory arrangement is provided having a memory having a plurality of memory cells, wherein each memory cell has a material whose resistance can be changed, and wherein the memory is set up to store data based on a setting of the resistance of the material in the memory cells is, and a memory control device, set up to carry out at least a first memory cell programming operation and a second memory cell programming operation, wherein in each memory cell programming operation of a memory cell to which the memory cell programming operation is applied, a current pulse is supplied, wherein the first Differentiate memory cell programming operation and the second memory cell programming operation in one or more electrical parameters, and set up, a first part of the memory cells by means of the first memory cell Programming operation and to program a second part of the memory cells by means of the second memory cell programming operation.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen werden ein Verfahren zum Initiieren eines Speichers und ein Verfahren zum Programmieren eines Speichers gemäß den oben beschriebenen Speicheranordnungen bereitgestellt.According to further exemplary embodiments, a method for initiating a memory and a method for programming a memory in accordance with the memory arrangements described above are provided.

Die Figuren geben nicht die tatsächlichen Größenverhältnisse wieder sondern sollen dazu dienen, die Prinzipien der verschiedenen Ausführungsbeispiele zu illustrieren. Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die folgenden Figuren beschrieben.The figures do not reflect the actual proportions but are intended to illustrate the principles of the various exemplary embodiments. Various exemplary embodiments are described below with reference to the following figures.

  • 1 zeigt eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. 1 shows an electronic data processing device according to an embodiment.
  • 2 zeigt einen RRAM-Speicher. 2 shows an RRAM memory.
  • 3 veranschaulicht eine Formierung in einem RRAM-Speicher. 3 illustrates formation in an RRAM memory.
  • 4 veranschaulicht einen Formierungsprozess. 4th illustrates a formation process.
  • 5 zeigt ein Ablaufdiagram, das ein Verfahren zum Herstellen und Nutzen eines Speichers gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. 5 FIG. 10 shows a flow diagram illustrating a method for making and using a memory according to an embodiment.
  • 6 zeigt eine Speicheranordnung gemäß einer Ausführungsform. 6th shows a memory arrangement according to an embodiment.
  • 7 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Initiieren eines Speichers veranschaulicht. 7th Figure 12 is a flow diagram illustrating a method for initiating a memory.
  • 8 zeigt eine Speicheranordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform. 8th shows a memory arrangement according to a further embodiment.
  • 9 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Programmieren eines Speichers veranschaulicht. 9 Figure 12 is a flow diagram illustrating a method of programming a memory.

Die folgende detaillierte Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Figuren, die Details und Ausführungsbeispiele zeigen. Diese Ausführungsbeispiele sind so detailliert beschrieben, dass der Fachmann die Erfindung ausführen kann. The following detailed description refers to the accompanying figures, which show details and exemplary embodiments. These exemplary embodiments are described in such detail that the person skilled in the art can carry out the invention.

Andere Ausführungsformen sind auch möglich und die Ausführungsbeispiele können in struktureller, logischer und elektrischer Hinsicht geändert werden, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen. Die verschiedenen Ausführungsbeispiele schließen sich nicht notwendig gegenseitig aus sondern es können verschiedene Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, so dass neue Ausführungsformen entstehen. Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung.Other embodiments are also possible and the embodiments can be changed structurally, logically and electrically without departing from the subject matter of the invention. The various exemplary embodiments are not necessarily mutually exclusive, but rather various embodiments can be combined with one another, so that new embodiments arise. In the context of this description, the terms “connected”, “connected” and “coupled” are used to describe both a direct and an indirect connection, a direct or indirect connection and a direct or indirect coupling.

1 zeigt eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. 1 shows an electronic data processing device 100 according to an embodiment.

Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 100 kann ein Steuergerät oder ein Mikrocontroller in einem Fahrzeug, z.B. eine ECU (Electronic Control Unit) in einem Auto, sein. Sie kann auch ein Sicherheits-Controller, ein Chipkarten-IC (Integrated Circuit) einer Chipkarte wie eine Smartcard mit einem beliebigen Formfaktor, z.B. für einen Pass oder für eine SIM (Subscriber Identity Module), oder eine elektronische Datenverarbeitungs- oder Kommunikationseinrichtung sein.The electronic data processing device 100 can be a control unit or a microcontroller in a vehicle, for example an ECU (Electronic Control Unit) in a car. It can also be a security controller, a chip card IC (Integrated Circuit) of a chip card such as a smart card with any form factor, eg for a passport or for a SIM (Subscriber Identity Module), or an electronic data processing or communication device.

Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 100 weist einen (Applikations-)Prozessor 101 und eine Speicheranordnung 102 auf, die mittels eines (Computer-)Busses 103 miteinander verbunden sind.The electronic data processing device 100 has an (application) processor 101 and a memory array 102 on that by means of a (computer) bus 103 are connected to each other.

Die Speicheranordnung 102 weist einen Speicher 105 und einen Speichersteuereinrichtung 104 (englisch typischerweise als memory controller bezeichnet) auf.The storage arrangement 102 assigns a memory 105 and a memory controller 104 (typically referred to as a memory controller in English).

Je nach Ausgestaltung und Funktion kann die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung weitere Komponenten aufweisen wie Eingabe-Ausgabe-Komponenten, inklusive Kommunikationskomponenten, z.B. zur Funkkommunikation, und verschiedene Schnittstellen, ein oder mehrere weitere Speicher oder ein oder mehrere Prozessoren.Depending on the design and function, the electronic data processing device can have further components such as input-output components, including communication components, e.g. for radio communication, and various interfaces, one or more further memories or one or more processors.

Der Prozessor 101 kann verschiedene Software ausführen, beispielsweise ein Betriebssystem 106 und eine Applikation (Anwendung) 107, die in einer durch das Betriebssystem 106 gegebenen Umgebung läuft. Der Applikationscode und die durch die Applikation 107 verarbeiteten Daten werden in dem Speicher 105 in einem Code-Speicherbereich 108 bzw. Daten-Speicherbereich 109 gespeichert. Es kann auch ein weiterer Speicherbereich bzw. ein weiterer Speicher für das Betriebssystem 106 (oder auch weitere Software) vorhanden sind, der aber im Folgenden zur Einfachheit nicht betrachtet wird und analog zu den Speicherbereichen 108, 109 der Applikation behandelt werden kann.The processor 101 can run various software, such as an operating system 106 and an application (application) 107 that in one by the operating system 106 given environment. The application code and that of the application 107 processed data is in the memory 105 in a code memory area 108 or data storage area 109 saved. There can also be another memory area or another memory for the operating system 106 (or other software) are available, but this is not considered in the following for the sake of simplicity and is analogous to the memory areas 108 , 109 the application can be treated.

Die Speichersteuereinrichtung 104 ermöglicht dem Prozessor (oder auch anderen Komponenten) Zugriffe auf den Speicher 105 zum Lesen von gespeicherten Daten und Schreiben (Programmieren) von Daten in den Speicher 105.The memory controller 104 enables the processor (or other components) to access the memory 105 for reading stored data and writing (programming) data in the memory 105 .

Der Speicher 105 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel ein RRAM (resistive random access memory, auch bezeichnet als ReRAM) und weist dementsprechend eine Vielzahl von RRAM-Speicherzellen auf.The memory 105 is, according to one embodiment, an RRAM (resistive random access memory, also referred to as ReRAM) and accordingly has a large number of RRAM memory cells.

Eine typische RRAM-Speicherzelle weist ein Speichermaterial auf, das unterschiedliche Widerstände annehmen kann und von zwei metallischen Elektroden umgeben ist. Die Schalt- bzw. Speicherwirkung von RRAM basiert auf der Bewegung von Ionen unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes oder Wärme sowie der Fähigkeit des Speichermaterials, den Zustand der lonenverteilung beizubehalten. Dies führt zu einem messbaren gespeicherten Zustand des Speicherzellenwiderstands.A typical RRAM memory cell has a memory material that can assume different resistances and is surrounded by two metallic electrodes. The switching or storage effect of RRAM is based on the movement of ions under the influence of an electric field or heat as well as the ability of the storage material to maintain the state of ion distribution. This leads to a measurable stored state of the memory cell resistance.

RRAM benötigt eine geringere Spannung als herkömmliche Flash-Speicher. Es ist bit-änderbar und eignet sich daher sowohl für den Einsatz in Embedded- als auch in Solid-State-Laufwerken (SSDs). Die RRAM-Zellenstruktur bietet eine hohe Flächeneffizienz und Skalierbarkeit. RRAM benötigt niedrigere Programmierströme als Phasenwechselspeicher (PCRAM) oder magnetoresistiver Speicher (MRAM) bei vergleichbarer Datenhaltung (engl. Retention) und Lebensdauer. Die folgenden Beispiele werden mit Bezug auf RRAM beschrieben, sind aber allgemein auf Speicher anwendbar, die auf einem Material basieren, dessen Widerstand mehrstufig änderbar ist und dessen Speichereigenschaften abhängig vom Widerstand variieren, wie beispielsweise auch PCRAM (phase change RAM) und MRAM (magnetoresistive RAM).RRAM requires a lower voltage than conventional flash memories. It is bit changeable and is therefore suitable for use in both embedded and solid-state drives (SSDs). The RRAM cell structure offers high space efficiency and scalability. RRAM requires lower programming currents than phase change memory (PCRAM) or magnetoresistive memory (MRAM) with comparable data storage (retention) and service life. The following examples are described with reference to RRAM, but are generally applicable to memories that are based on a material whose resistance can be changed in several stages and whose memory properties vary depending on the resistance, for example also PCRAM (phase change RAM) and MRAM (magnetoresistive RAM).

2 zeigt einen RRAM-Speicher 200. 2 shows an RRAM memory 200 .

Der RRAM-Speicher 200 weist eine Vielzahl von Speicherzellen 212, von denen jede ein Speicherelement 202 und einen Transistor 210 aufweist, eine Vielzahl von Wortleitungen 208, eine Vielzahl von Bitleitungen 206 und eine Vielzahl von Source-Leitungen 204 auf.The RRAM memory 200 has a plurality of memory cells 212 each of which is a storage element 202 and a transistor 210 has a plurality of word lines 208 , a variety of bit lines 206 and a variety of source lines 204 on.

Jedes der Speicherelemente 202 weist eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode auf und kann ein Speichermaterial beinhalten, das zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist.Each of the storage elements 202 has a first electrode and a second electrode and may include a memory material disposed between the first electrode and the second electrode.

Der RRAM-Speicher 200 kann ferner einen ersten Versorgungsanschluss zum Bereitstellen einer ersten Versorgungsspannung und einen zweiten Versorgungsanschluss zum Bereitstellen einer zweiten Versorgungsspannung beinhalten (beide nicht dargestellt).The RRAM memory 200 may further include a first supply connection for providing a first supply voltage and a second supply connection for providing a second supply voltage (both not shown).

In dem RRAM-Speicher 200 kann jede Wortleitung 208 mit mindestens einer Speicherzelle 212 aus der Vielzahl der Speicherzellen 212 verbunden sein. Wie in 2 dargestellt, kann beispielsweise jede der Wortleitungen 208 elektrisch leitend mit mindestens einem Gate der Vielzahl von Transistoren 210 verbunden sein (dargestellt ist ein Beispiel, bei dem jede Wortleitung 208 mit zwei Gates verbunden ist, wobei jedes Gate Teil eines Transistors 210 ist, der Teil einer Speicherzelle 212 der Vielzahl von Speicherzellen 212 ist).In the RRAM memory 200 can use any word line 208 with at least one memory cell 212 from the multitude of storage cells 212 be connected. As in 2 shown, for example, each of the word lines 208 electrically conductive with at least one gate of the plurality of transistors 210 be connected (an example is shown in which each word line 208 connected to two gates, each gate being part of a transistor 210 is that part of a memory cell 212 the multitude of storage cells 212 is).

Jede Source-Leitung 204 kann mit mindestens einer Speicherzelle 212 aus der Vielzahl der Speicherzellen 212 gekoppelt sein. Wie in 2 dargestellt kann jede der Source-Leitungen 204 elektrisch leitend mit mindestens einem Source-Bereich der Vielzahl von Transistoren 210 verbunden sein (dargestellt ist ein Beispiel, bei dem jede Source-Leitung 204 mit zwei Source-Bereichen verbunden ist, wobei jeder Source-Bereich Teil eines Transistors 210 ist, der Teil einer Speicherzelle 212 der Vielzahl von Speicherzellen 212 ist.Any source line 204 can with at least one memory cell 212 from the multitude of storage cells 212 be coupled. As in 2 each of the source lines can be represented 204 electrically conductive with at least one source region of the plurality of transistors 210 be connected (an example is shown where each source line 204 connected to two source regions, each source region being part of a transistor 210 is that part of a memory cell 212 the multitude of storage cells 212 is.

Jeder Transistor weist einen Source-Bereich und einen Drain-Bereich auf, die beispielsweise als n+-dotierte Bereiche in einem p-dotierten Substrat (oder einer p-Wanne) ausgebildet sein können.Each transistor has a source region and a drain region, which can be formed, for example, as n + -doped regions in a p-doped substrate (or a p-well).

Jede Bitleitung 206 ist mit mindestens einer Speicherzelle 212 der Vielzahl der Speicherzellen 212 verbunden. Wie in 2 dargestellt, kann jede der Bitleitungen 206 elektrisch leitend mit mindestens einem Drain-Bereich der Vielzahl der Transistoren 210 verbunden sein (dargestellt ist ein Beispiel, bei dem jede Bitleitung 206 mit zwei Drain-Bereichen verbunden ist, wobei jeder Drain-Bereich Teil eines Transistors 210 ist, der Teil einer Speicherzelle 212 der Vielzahl der Speicherzellen 212 ist).Every bit line 206 is with at least one memory cell 212 the multitude of storage cells 212 connected. As in 2 can be any of the bit lines 206 electrically conductive with at least one drain region of the plurality of transistors 210 be connected (an example is shown in which each bit line 206 connected to two drain regions, each drain region being part of a transistor 210 is that part of a memory cell 212 the multitude of storage cells 212 is).

In dem RRAM-Speicher 200 kann jede der ersten Elektroden der Vielzahl von Speicherelementen 202 über eine Source-Leitung 204 der Vielzahl von Source-Leitungen 204 mit dem ersten Versorgungsanschluss verbindbar sein. Ein elektrisch leitender Kontakt von dem ersten Versorgungsanschluss durch eine der Source-Leitungen 204 zur ersten Elektrode jedes der Speicherelemente 202 kann mit einem der Transistoren 210 hergestellt und/oder unterbrochen werden. Die Source-Leitung 204 kann elektrisch mit dem Source-Bereich des Transistors 210 verbunden sein, und der Drain-Bereich des Transistors 210 kann elektrisch mit der ersten Elektrode des Speicherelements 202 der Speicherzelle 212 verbunden sein. Die elektrische Leitfähigkeit zwischen dem Source-Bereich und dem Drain-Bereich des Transistors 210 kann über die mit dem Gate des Transistors 210 verbundene Wortleitung 208 gesteuert werden. In dem in 2 dargestellten Beispiel kann die Verbindung zwischen z.B. der ersten Elektrode des Speicherelements 202 und des ersten Versorgungsanschlusses (über die jeweilige Source-Leitung) mittels der mit dem Gate des jeweiligen Transistors 210 verbundenen Wortleitung gesteuert werden.In the RRAM memory 200 can each of the first electrodes of the plurality of memory elements 202 via a source line 204 the multitude of source lines 204 be connectable to the first supply connection. An electrically conductive contact from the first supply connection through one of the source lines 204 to the first electrode of each of the storage elements 202 can with one of the transistors 210 be established and / or interrupted. The source line 204 can be electrically connected to the source region of the transistor 210 be connected, and the drain region of the transistor 210 can be electrically connected to the first electrode of the memory element 202 the memory cell 212 be connected. The electrical conductivity between the source region and the drain region of the transistor 210 can be connected to the gate of the transistor 210 connected word line 208 to be controlled. In the in 2 The example shown can be the connection between, for example, the first electrode of the memory element 202 and the first supply connection (via the respective source line) by means of the to the gate of the respective transistor 210 connected word line can be controlled.

In dem RRAM-Speicher 200 kann jede der zweiten Elektroden der Vielzahl von Speicherelementen 202 über eine Bitleitung 206 der Vielzahl von Bitleitungen 206 mit dem zweiten Versorgungsanschluss verbindbar, z.B. schaltbar oder dauerhaft elektrisch leitend verbunden, sein. In dem in 2 dargestellten Beispiel kann die zweite Elektrode des Speicherelements 202 elektrisch leitend mit der Bitleitung 206 verbunden sein, die schaltbar oder dauerhaft elektrisch leitend mit dem zweiten Versorgungsanschluss verbunden sein kann.In the RRAM memory 200 can each of the second electrodes of the plurality of memory elements 202 via a bit line 206 the multitude of bit lines 206 connectable to the second supply connection, for example switchable or permanently connected in an electrically conductive manner. In the in 2 illustrated example, the second electrode of the memory element 202 electrically conductive with the bit line 206 be connected, which can be switchable or permanently electrically connected to the second supply connection.

Somit kann jede Speicherzelle 212 der Vielzahl von Speicherzellen 212 durch eine Kombination aus Wortleitung 208 und Bitleitung 206 zum Speichern oder Abrufen eines Bits adressiert werden.Thus, each memory cell 212 the multitude of storage cells 212 by a combination of word line 208 and bit line 206 addressed to store or retrieve a bit.

RRAM ist eine Art RedOx(Reduktion-Oxidation)-Speicher. Die Nomenklatur für das Umschalten zwischen den Speicherzuständen einer Speicherzelle 202 ist SET und RESET. Beim bipolaren RRAM legt zum Beispiel die SET-Operation eine positive Spannungsdifferenz an, um die Speicherzelle in einen niederohmigen leitenden Zustand zu versetzen. Der RESET- Operation legt eine negative Spannungsdifferenz an, um die Zelle vom niederohmigen Zustand in einen hochohmigen Zustand zu schalten.RRAM is a type of RedOx (reduction-oxidation) memory. The nomenclature for switching between the memory states of a memory cell 202 is SET and RESET. In the case of bipolar RRAM, for example, the SET operation applies a positive voltage difference in order to put the memory cell into a low-resistance conductive state. The RESET operation applies a negative voltage difference in order to switch the cell from a low-resistance state to a high-resistance state.

Der Prozess zur Erzeugung von Filamenten innerhalb des RRAM-Materials einer Speicherzelle wird als „Formierung“ bezeichnet und gilt als einer der wichtigsten Aspekte bei der Festlegung des Schaltverhaltens und der Leistungsfähigkeit bzw. Qualität der Speicherzelle.The process of creating filaments within the RRAM material of a memory cell is known as “formation” and is one of the most important aspects when determining the switching behavior and the performance or quality of the memory cell.

3 veranschaulicht eine Formierung in einem RRAM-Speicher, z.B. in einer Speicherzelle 202 des RRAM-Speichers 200 aus 2. 3 illustrates a formation in an RRAM memory, for example in a memory cell 202 of the RRAM memory 200 out 2 .

In 3 ist eine Speicherzelle in einem ersten Zustand 301 und in einem zweiten Zustand 302 dargestellt.In 3 is a memory cell in a first state 301 and in a second state 302 shown.

Der erste Zustand veranschaulicht das Speicherelement in einem Ausgangszustand, d.h. bevor eine Formierung auf das Speicherelement angewendet wurde (also z.B. direkt nach seiner Herstellung). Zwischen der ersten Elektrode 303 (auch untere Elektrode genannt) und der zweiten Elektrode 304 (auch obere Elektrode genannt) ist das Speichermaterial 305 angeordnet. In diesem Beispiel ist das Speichermaterial ein Dielektrikum wie z.B. Hafniumoxid oder Tantaloxid.The first state illustrates the memory element in an initial state, ie before a formation was applied to the memory element (that is, for example, directly after its manufacture). Between the first electrode 303 (also called the lower electrode) and the second electrode 304 (also called the upper electrode) is the storage material 305 arranged. In this example, the storage material is a dielectric such as hafnium oxide or tantalum oxide.

Das Speichermaterial 305 enthält elektrisch leitfähige Elemente 306, z.B. Sauerstoffleerstellen (VO), die als positiv geladene Elemente betrachtet werden können. Im Ausgangszustand 301 sind wenige elektrisch leitfähigen Elemente 306 vorhanden und die meisten der elektrisch leitfähigen Elemente 306 sind in der Nähe einer der Elektroden angeordnet, im Beispiel in der Nähe der ersten Elektrode 303.The storage material 305 contains electrically conductive elements 306 , e.g. oxygen vacancies (VO), which can be viewed as positively charged elements. In the initial state 301 are few electrically conductive elements 306 present and most of the electrically conductive elements 306 are arranged in the vicinity of one of the electrodes, in the example in the vicinity of the first electrode 303 .

Zur Formierung des Speicherzelle 202 wird eine höhere Spannung an die erste Elektrode 303 und eine niedrige Spannung an die zweite Elektrode 304, also die Elektrode, die weiter entfernt von den elektrisch leitenden Elementen 306 ist, angelegt. Sind die elektrisch leitenden Elemente 305 näher an der zweiten Elektrode 304, kann zur Formierung der Speicherzelle 202 umgekehrt vorgegangen werden, d.h. die Polarität der Spannungen umgekehrt gewählt werden.To form the memory cell 202 will have a higher voltage on the first electrode 303 and a low voltage to the second electrode 304 , i.e. the electrode that is further away from the electrically conductive elements 306 was created. Are the electrically conductive elements 305 closer to the second electrode 304 , can be used to form the memory cell 202 proceed in reverse, ie the polarity of the voltages can be chosen reversed.

Durch Anlegen einer ersten Spannung an die erste Elektrode 303 und einer zweiten Spannung an die zweite Elektrode 304, wobei die erste Spannung und die zweite Spannung eine geeignete Polarität und eine ausreichend großen Spannungsdifferenz haben, werden weitere elektrisch leitende Elemente 306 erzeugt und werden innerhalb des Speichermaterials 305 (neu) angeordnet. Im Beispiel von 3 werden die positiv geladenen Elemente 306 in Richtung der fernen, negativ geladenen Elektrode 304 gezogen. Dadurch werden ein oder mehrere elektrisch leitfähige Filamente gebildet, die sich schließlich im zweiten Zustand 302 durch das Speichermaterial 202 erstrecken und so eine elektrisch leitfähige Verbindung mit niedrigem Widerstand zwischen den Elektroden 303, 304 durch das Speichermaterial 305 herstellen. Somit sinkt der Widerstand der Speicherzelle zwischen den beiden Elektroden 303, 304 von hoch auf niedrig (z.B. von mehreren Mega-Ohm im Ausgangszustand 301 bis in den Kilo-Ohm-Bereich im zweiten Zustand 302).By applying a first voltage to the first electrode 303 and a second voltage on the second electrode 304 , wherein the first voltage and the second voltage have a suitable polarity and a sufficiently large voltage difference, further electrically conductive elements 306 and are generated within the storage material 305 (re) arranged. In the example of 3 become the positively charged elements 306 towards the distant, negatively charged electrode 304 drawn. As a result, one or more electrically conductive filaments are formed, which ultimately become in the second state 302 through the storage material 202 extend and so an electrically conductive connection with low resistance between the electrodes 303 , 304 through the storage material 305 produce. Thus, the resistance of the memory cell between the two electrodes decreases 303 , 304 from high to low (e.g. from several mega-ohms in the initial state 301 down to the kilo-ohm range in the second state 302 ).

Es ist auch möglich, dass sich die elektrisch leitfähigen Filamente nicht ganz von der ersten Elektrode 303 bis zur zweiten Elektrode 304 erstrecken. Der Abstand zwischen den elektrisch leitenden Elementen und der Gegenelektrode 304 ist jedoch im zweiten Abstand kleiner (und damit der elektrische Widerstand kleiner) als im Ausgangszustand 301.It is also possible that the electrically conductive filaments are not completely separated from the first electrode 303 to the second electrode 304 extend. The distance between the electrically conductive elements and the counter electrode 304 is however smaller in the second distance (and thus the electrical resistance smaller) than in the initial state 301 .

Typische Formierungsspannungen, d.h. Spannungen, die während der Formierung angelegt werden, können eine Wortleitungsspannung von etwa 1V, eine Bitleitungsspannung von etwa 3V und eine Source-Leitungsspannung von etwa 0V (also eine Spannungsdifferenz von etwa 3V) sein. Im Beispiel von 3 würde die positive Bitleitungsspannung an die erste Elektrode 303 und die Source-Leitungsspannung von 0V an die zweite Elektrode 304 angelegt werden.Typical formation voltages, ie voltages applied during formation, can be a word line voltage of approximately 1V, a bitline voltage of approximately 3V and a source line voltage of approximately 0V (i.e. a voltage difference of approximately 3V). In the example of 3 would apply the positive bit line voltage to the first electrode 303 and the source line voltage of 0V to the second electrode 304 be created.

Sobald ein oder mehrere Filamente gebildet sind, die die beiden Elektroden 303, 304 elektrisch verbinden, kann eine Strombegrenzung eingreifen und das weitere Wachstum der leitenden Filamente stoppen.Once one or more filaments are formed, cover the two electrodes 303 , 304 electrically connect, a current limitation can intervene and stop the further growth of the conductive filaments.

Die Beträge der Formierungsspannungen und deren Polarität können von einer Konfiguration der Speicherzelle abhängen, wie z.B. einer Fläche, einer Dicke und einem Material des Speichermaterials und einem für die Elektroden 303, 304 verwendeten Material, das das gleiche Material oder unterschiedliche Materialien für die beiden Elektroden 303, 304 sein kann.The magnitudes of the formation voltages and their polarity may depend on a configuration of the memory cell, such as an area, a thickness and a material of the memory material and one for the electrodes 303 , 304 used material that is the same material or different materials for the two electrodes 303 , 304 can be.

Nach Abschluss des Formierung kann das Speicherelement 202 in mindestens zwei verschiedene Zustände versetzt werden, denen unterschiedliche Zeitwerte, z.B. logische Werte, z.B. „0“ oder „1“, zugeordnet werden können. In einer RRAM-Speicheranordnung werden die beiden verschiedenen Zustände typischerweise als SET-Zustand bzw. RESET-Zustand bezeichnet. Das Schalten von einem SET-Zustand in den RESET-Zustand und umgekehrt kann durch den Aufbau eines oder mehrerer Filamente analog zu der Formierung wie mit Bezug auf 3 beschrieben bzw. durch den Abbau der Filamente erfolgen. Leitende Filamente können beispielsweise wieder abgebaut werden, indem die Polarität der an die Elektroden 303, 304 angelegten Spannungen umgekehrt wird. Nach einem solchen Abbau sind zwar typischerweise noch viele elektrisch leitfähige Elemente 306 vorhanden (mehr als vor der Formierung), sie bilden aber kein leitendes Filament mehr.After the formation is complete, the storage element 202 put into at least two different states to which different time values, eg logical values, eg "0" or "1", can be assigned. In an RRAM memory arrangement, the two different states are typically referred to as the SET state and RESET state. Switching from a SET state to the RESET state and vice versa can be achieved by building up one or more filaments analogously to the formation as with reference to FIG 3 described or by the degradation of the filaments. Conductive filaments can be broken down again, for example, by changing the polarity of the electrodes 303 , 304 applied voltages is reversed. After such a breakdown there are typically still many electrically conductive elements 306 present (more than before Formation), but they no longer form a conductive filament.

Die Formierung, wie sie in 3 dargestellt ist, ist typischerweise lediglich der erste Schritt in einem Formierungsprozess. Der insgesamt durchlaufene Formierungsprozess ist entscheidend für die Eigenschaften der Speicherzelle und gliedert sich in zwei Phasen:The formation as it is in 3 is typically only the first step in a formation process. The overall formation process carried out is decisive for the properties of the memory cell and is divided into two phases:

  1. (a) Formierung: Ein Durchlauf, beispielsweise wie mit Bezug auf 3 beschrieben, in dem die Speicherzelle durch einen elektrischen Durchbruch (zum ersten Mal) niederohmig wird.(a) Formation: A pass, for example as with reference to 3 described, in which the memory cell becomes low-resistance due to an electrical breakdown (for the first time).
  2. (b) Initiierung: Mehrere Durchläufe (z.B. 20 bis 60 Durchläufe), in denen eine Zelle durch spezielle Vorspannungen und Algorithmen darauf initiiert wird, möglichst gut zwischen dem SET-Zustand und dem RESET-Zustand umzuschalten.(b) Initiation: Several cycles (e.g. 20 to 60 cycles) in which a cell is initiated by special bias voltages and algorithms to switch between the SET state and the RESET state as well as possible.

4 veranschaulicht einen Formierungsprozess. 4th illustrates a formation process.

Ausgangspunkt sind die nicht-leitenden Speicherzellen 401 nach ihrer Herstellung.The starting point are the non-conductive memory cells 401 after their manufacture.

In 402 wird ein „Durchbruch“ erzeugt, d.h. die Speicherzellen 101 werden wie mit Bezug auf 3 beschrieben formiert, sodass sie leitend sind.In 402 a “breakthrough” is created, ie the memory cells 101 be like referring to 3 described formed so that they are conductive.

Die leitenden Speicherzellen 403 werden dann in 404 initiiert, d.h. sie werden wiederholt zwischen ihrem leitenden Zustand und ihrem nicht-leitenden Zustand hin- und hergeschaltet , z.B. zwischen 10 und 100 mal. Dies erfolgt mittels einer speziellen Initiierungsoperation.The conductive memory cells 403 are then initiated in 404, ie they are repeatedly switched back and forth between their conductive state and their non-conductive state, for example between 10 and 100 times. This is done using a special initiation operation.

Die initiierten Zellen 405 können anschließend in 406 personalisiert werden, z.B. mit Kunden spezifischen Daten programmiert werden. Das Resultat sind personalisierte Speicherzellen 409.The initiated cells 405 can then be personalized in 406, for example programmed with customer-specific data. The result is personalized memory cells 409.

In der Initiierungsphase 404 (bzw. (b) in der Aufzählung oben) wird für jede Speicherzelle ein Initiierungsprozess durchgeführt, der mehrere Durchläufe aufweist. Jeder „Durchlauf“ oder auch als „(Initiierungs-)Operation“ bezeichnet, kann das Aufbauen eines leitenden Filaments (oder mehrerer leitender Filamente) wie mit Bezug auf 3 beschrieben und umgekehrt den Abbau des (oder der) leitenden Filaments (oder der leitenden Filamente) aufweisen, also ein Umschalten zwischen SET-Zustand und RESET-Zustand und wieder zurück aufweisen.In the initiation phase 404 (or (b) in the list above) an initiation process is carried out for each memory cell, which has several passes. Each “pass”, also referred to as “(initiation) operation”, can involve the building up of a conductive filament (or several conductive filaments) as with reference to 3 and vice versa have the degradation of the (or the) conductive filament (or the conductive filaments), i.e. have a switch between SET state and RESET state and back again.

Die Anzahl der Initiierungsdurchläufe in der Initiierungsphase (b) für eine Speicherzelle bestimmt, wie gut sich die Speicherzelle im späteren Betrieb programmieren lässt: Je intensiver die Speicherzelle initiiert wird, desto sanfter (engl. soft) lässt sich die Speicherzelle später umprogrammieren. Eine intensivere oder ausgiebigere Initiierung kann derart verstanden werden, dass sie eine höhere Anzahl von Initiierungsdurchläufen aufweist (also z.B. häufigeres Umprogrammieren) und/oder mit Stromimpulsen höherer Spannung, Leistung und/oder Länge erfolgt. Eine ausgiebig initiierte Speicherzelle kann somit später mittels einer sogenannten „Soft-Programmierung“ programmiert werden, die das Speicherelement weniger stark schädigt als eine „Hard-Programmierung“ und daher deutlich öfter durchgeführt werden kann, bevor die Speicherzelle ausfällt.The number of initiation runs in the initiation phase (b) for a memory cell determines how well the memory cell can be programmed in later operation: the more intensively the memory cell is initiated, the more gently (softly) the memory cell can be reprogrammed later. A more intensive or extensive initiation can be understood to mean that it has a higher number of initiation runs (e.g. more frequent reprogramming) and / or takes place with current pulses of higher voltage, power and / or length. An extensively initiated memory cell can thus be programmed later using so-called “soft programming”, which damages the memory element less severely than “hard programming” and can therefore be carried out significantly more often before the memory cell fails.

Für eine wenig intensiv initiierte Speicherzelle muss zur Programmierung die Hard-Programmierung eingesetzt werden, bei der typischerweise gegenüber der Soft-Programmierung eine höhere Spannung und/oder ein höherer Strom und/oder längerer Stromimpuls verwendet wird. Dies strapaziert sie Speicherzelle dementsprechend mehr.For a less intensely initiated memory cell, hard programming must be used for programming, in which, compared to soft programming, a higher voltage and / or a higher current and / or a longer current pulse is typically used. This puts a correspondingly greater strain on the memory cell.

Die Anzahl der Durchläufe in der Phase (b), insbesondere für eine Initiierung, die eine Soft-Programmierung erlaubt bzw. ein Initiierung, die eine Hard-Programmierung erfordert, hängen von der genauen Speichertechnologie ab und können experimentell genauer bestimmt werden.The number of runs in phase (b), in particular for an initiation that allows soft programming or an initiation that requires hard programming, depends on the exact memory technology and can be determined more precisely experimentally.

Der Formierungsprozess, insbesondere die Initiierung, können durch entsprechende Ansteuerung der Speichersteuereinrichtung 104 im Werk, wo die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 100 oder zumindest die Speicheranordnung 102 hergestellt wurde, durchgeführt werden oder auch im „Feld“, d.h. nach Auslieferung, beim Kunden oder Benutzer durchgeführt werden. The formation process, in particular the initiation, can be carried out by appropriate activation of the memory control device 104 at the factory where the electronic data processing device 100 or at least the memory array 102 was produced, carried out or carried out in the "field", ie after delivery, at the customer or user site.

Je nachdem wird dabei die Speichersteuereinrichtung entsprechend angesteuert, beispielsweise durch Ausführen eines entsprechenden Programms auf dem Prozessor oder auch durch eine Kontaktierung (z.B. mit Nadeln) im Werk.Depending on the situation, the memory control device is activated accordingly, for example by executing a corresponding program on the processor or by making contact (e.g. with needles) in the factory.

Die Speichersteuereinrichtung 104 kann, um sowohl eine intensives Initiierung für eine anschließende Soft-Programmierung von Speicherzellen als auch eine nicht-intensive Initiierung für eine anschließende Hard-Programmierung von Speicherzellen zu ermöglichen, verschiedene Initiierungsprozesse (z.B. Initiierungsalgorithmen), inklusive verschiedene Initiierungsspannungen, Stromimpulse, Initiierungsleistungen etc. unterstützen.The memory controller 104 can support various initiation processes (e.g. initiation algorithms), including various initiation voltages, current pulses, initiation powers, etc., in order to enable both intensive initiation for subsequent soft-programming of memory cells and non-intensive initiation for subsequent hard-programming of memory cells .

Ein typisches Vorgehen für einen RRAM-Speicher 105 ist, es dass der komplette Speicher Daten-fähig formiert und initiiert wird. Allerdings wird bei vielen Applikationen 107 (z.B. auf Chipkarten oder in Embedded-Systemen) typischerweise nur ein verhältnismäßig kleiner Teil des Speichers 105 (oft <10%) für Daten eingesetzt. Die zahlreichen Initiierungszyklen für die Daten-Fähigkeit verursachen allerdings erhebliche zusätzliche Testzeiten und Testkosten, die zum großen Teil unnötig sind, da die Code-Inhalte (also Informationen, die Programminstruktionen spezifizieren) nur noch selten geändert werden und bei Bedarf durch eine Hard-Programmierung verändert werden könnten.A typical procedure for an RRAM memory 105 is that the entire memory is formed and initiated in a data-capable manner. However, in many applications 107 (eg on chip cards or in embedded systems) typically only a relatively small part of the memory 105 (often <10%) used for data. That causes numerous initiation cycles for the data capability However, considerable additional test times and test costs, which are largely unnecessary, since the code content (i.e. information that specifies program instructions) is only rarely changed and can be changed by hard programming if necessary.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird deshalb bei der Initiierung zwischen Code-Speicherbereich 108 und dem Daten-Speicherbereich 109 unterschieden.According to various embodiments, therefore, during the initiation between code memory area 108 and the data storage area 109 differentiated.

Beispielsweise wird der Speicher 105 (z.B. ein Speicherchip) zunächst nur für Code (d.h. für eine Hard-Programmierung) formiert und initiiert. Erst mit der Festlegung der Applikation 107, die in den Speicher geladen werden soll, wird der Umfang an dynamischeren Daten und entsprechend der Datenbereich 109 bestimmt. Der Datenbereich 109 wird dann zusätzlich (z.B. mittels weiterer Durchläufe) initiiert, d.h. ein erweitertes Initiierung des Datenbereichs 109 durchgeführt.For example, the memory 105 (eg a memory chip) initially only formed and initiated for code (ie for hard programming). Only with the definition of the application 107 that should be loaded into memory will be the amount of more dynamic data and accordingly the data area 109 certainly. The data area 109 is then initiated additionally (for example by means of further runs), ie an extended initiation of the data area 109 carried out.

Um die unterschiedliche initiierten Speicherbereiche 108, 109 entsprechend zu programmieren, kann die Speichersteuereinrichtung 104 sowohl eine Hard-Programmierung als auch eine Soft-Programmierung von Speicherzellen, inklusive verschiedene Programmierspannungen, Programmierimpulse, Programmierleistungen etc. unterstützen.To the different initiated memory areas 108 , 109 to program accordingly, the memory control device 104 support both hard programming and soft programming of memory cells, including various programming voltages, programming pulses, programming services, etc.

Dabei ist zu beachten, dass Speicherzellen, die eine Soft-Programmierung erlauben (d.h. für eine Soft-Programmierung initiiert wurden), auch mittels einer Hard-Programmierung programmiert werden können, weil beispielsweise ein Speicherbereich durch eine andere Applikation als zunächst vorgesehen genutzt werden soll. Solche Änderungen können sich ergeben durch Änderungswünsche des Nutzers nach anderen Applikationen, aber auch durch Aktualisierungen des Betriebssystems oder der Anwendungs-Software.It should be noted that memory cells that allow soft programming (i.e. that have been initiated for soft programming) can also be programmed by means of hard programming, because, for example, a memory area is to be used by a different application than initially intended. Such changes can result from the user's change requests for other applications, but also from updates to the operating system or the application software.

Diese aggressivere Programmierung kann für Speicherzellen, die nahezu statische Speicherinhalte wie Code speichern, wünschenswert sein, auch wenn die Speicherzellen für nicht-statische Daten initiiert wurden, da diese Speicherzellen nur selten umprogrammiert werden. Der Vorteil der Anwendung der Hard-Programmierung auf Speicherzellen gegenüber der Soft-Programmierung liegt in größerer Robustheit gegenüber Alterungseffekten und geringerer Anzahl fehlerhaft gelesener Bits, d.h. generell längerer Datenhaltung.This more aggressive programming can be desirable for memory cells that store almost static memory contents such as code, even if the memory cells have been initiated for non-static data, since these memory cells are only rarely reprogrammed. The advantage of using hard programming on memory cells compared to soft programming is greater robustness against aging effects and a lower number of incorrectly read bits, i.e. generally longer data storage.

Gemäß einer Ausführungsform ist es deshalb vorgesehen, die Hard-Programmierung auf Speicherzellen anzuwenden, die (zumindest nahezu) statische Speicherinhalte speichern, da bei solchen Speicherzellen die stärkere Strapazierung durch die Hard-Programmierung in Kauf genommen werden kann. Dies kann unabhängig davon geschehen, wie die Speicherzellen initiiert wurden. Wurde beispielsweise der komplette Speicher 105 für die Datenspeicherung (also für Soft-Programmierung) initiiert kann dennoch die Speichersteuereinrichtung zum Speichern im Code-Speicherbereich eine Hard-Programmierung verwenden.According to one embodiment, it is therefore provided to apply the hard programming to memory cells which store (at least almost) static memory contents, since with such memory cells the greater stress caused by the hard programming can be accepted. This can be done regardless of how the memory cells were initiated. For example, was the complete memory 105 initiated for data storage (that is, for soft programming), the memory control device can nevertheless use hard programming for storing in the code memory area.

Umgekehrt ist es für den Daten-Speicherbereich 109 (also den Bereich von Speicherzellen zur Datenspeicherung), der nicht-statische Daten speichern und typischerweise mehrere Tausend Umprogrammierungen benötigt, gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, eine Soft-Programmierung anzuwenden. Entsprechend wird für diese Speicherzellen eine Initiierungs-Phase (b) mit vielen Wiederholungen (Durchläufen) verwendet.The reverse is true for the data storage area 109 (ie the area of memory cells for data storage), which store non-static data and typically requires several thousand reprogramming, provided according to one embodiment to use soft programming. Correspondingly, an initiation phase (b) with many repetitions (runs) is used for these memory cells.

Mit nicht-statischen Daten sind beispielsweise Speicherinhalte gemeint, die häufiger als ca. 1000 mal während der Lebenszeit des Speichers 105 (bzw. der elektronischen Vorrichtung 100) umprogrammiert werden.With non-static data are meant, for example, memory contents that are more frequent than approx. 1000 times during the lifetime of the memory 105 (or the electronic device 100 ) can be reprogrammed.

Es sollte beachtet werden, dass bei Flash- und EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)-Speichern typischerweise nicht innerhalb eines Speichermoduls zwischen Code-Speicherbereichen und Daten-Speicherbereichen unterschieden wird. Für eine Unterscheidung zwischen Code und Daten werden die Speicherbereiche physikalisch verschieden angesteuert oder prozessiert, um der Anforderung nach verschiedener Zyklenhäufigkeit gerecht zu werden.It should be noted that with Flash and EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) memories, typically no distinction is made between code memory areas and data memory areas within a memory module. To distinguish between code and data, the memory areas are physically controlled or processed differently in order to meet the requirement for different cycle frequencies.

5 zeigt ein Ablaufdiagram 500, das ein Verfahren zum Herstellen und Nutzen eines Speichers gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. 5 shows a flow chart 500 FIG. 12 illustrating a method of making and using memory in accordance with an embodiment.

In 501 wird der Speicher, z.B. ein Speicherchip, gefertigt. Dies beinhaltet übliche Halbleiterfertigungsprozesse.In 501 the memory, e.g. a memory chip, is manufactured. This includes common semiconductor manufacturing processes.

In 502 wird der Speicher in eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung eingebaut, z.B. als Speicher 105 der elektronischen Vorrichtung 100. Dies kann auch zusammen mit 501 geschehen, beispielsweise können mehrere Komponenten der elektronischen Vorrichtung auf demselben Chip und entsprechend gemeinsam gefertigt werden.In 502 the memory is built into an electronic data processing device, for example as a memory 105 of the electronic device 100 . This can also be done together with 501, for example several components of the electronic device can be manufactured on the same chip and accordingly together.

In 503 wird, wie mit Bezug auf 3 beschrieben, der Speicher 105 komplett formiert. Dies erfolgt im Rahmen des Testens des Speichers im Werk.In 503 will how with reference to 3 described the memory 105 completely formed. This is done as part of testing the memory in the factory.

In 504 werden alle Speicherzellen des Speichers 105 für eine Hard-Programmierung, d.h. wenig intensiv, initiiert. Dies erfolgt ebenfalls im Rahmen des Testens des Speichers im Werk.In 504 become all memory cells of the memory 105 for hard programming, ie not very intense, initiated. This is also done when testing the memory in the factory.

Zu diesem Zeitpunkt kann der Speicherchip ausgeliefert werden und die folgenden Schritte können „im Feld“, d.h. nach Auslieferung beim Kunden oder beim Benutzer, durchgeführt werden. Alternativ können die folgenden Schritte als Teil des Testens im Werk durchgeführt werden.At this point in time, the memory chip can be delivered and the following steps can be carried out "in the field", i.e. after delivery to the customer or to the user. Alternatively, the following steps can be performed as part of testing at the factory.

In 505 wird ermittelt, wie der Speicherbedarf der Applikation 107 ist, für die die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung vorgesehen ist.In 505 it is determined how the memory requirement of the application 107 for which the electronic data processing device is intended.

In 506 wird entsprechend ein Code-Speicherbereich 108 und ein Daten-Speicherbereich 109 für den Speicher definiert.In 506 accordingly becomes a code memory area 108 and a data storage area 109 defined for the memory.

Ein Code-Speicherbereich kann als Speicherbereich verstanden werden, der zumindest größtenteils Code, d.h. Programminstruktionen, speichert, während als Daten-Speicherbereich ein Speicherbereich verstanden werden kann, der zumindest größtenteils Nutzdaten, die von der Applikation verarbeitet (und geändert) werden, speichert. Die Definition in Code-Speicherbereich und Daten-Speicherbereich erfolgt beispielsweise derart, dass die Speicherbereiche aus zusammenhängen größeren Speicherzellen-Blöcken bestehen.A code memory area can be understood as a memory area that at least for the most part stores code, i.e. program instructions, while a data memory area can be understood as a memory area that at least for the most part stores user data that is processed (and changed) by the application. The definition in the code memory area and data memory area takes place, for example, in such a way that the memory areas consist of larger blocks of connected memory cells.

In 507 wird der Datenbereich 109 zusätzlich (z.B. mittels weiterer InitiierungsDurchläufe) initiiert, d.h. ein erweitertes Initiierung des Datenbereichs 109 durchgeführt (was auf verschiedene Arten erfolgen kann).In 507 becomes the data area 109 additionally initiated (e.g. by means of further initiation runs), ie an extended initiation of the data area 109 carried out (which can be done in different ways).

Eine Möglichkeit ist es, dem Loader, d.h. einer Routine des Betriebssystems 106, die die Applikation 107 in den Speicher 105 lädt, die Information darüber mitzuteilen, wie der Speicher in Code-Speicherbereich 108 und Daten-Speicherbereich 109 eingeteilt ist.One possibility is the loader, ie a routine of the operating system 106 who have favourited the application 107 into memory 105 loads to notify the information about how the memory is in code memory area 108 and data storage area 109 is divided.

In diesem Fall kann die Loader-Routine das zusätzliche Initiieren des Datenbereichs 109 durchführen, sodass die Applikation 107 bzw. die anderen Bestandteile des Betriebssystems keine solche Initiierungs-Funktion benötigen.In this case the loader routine can initiate the data area additionally 109 perform so that the application 107 or the other components of the operating system do not require such an initiation function.

Alternativ oder auch zusätzlich initiiert die Applikation 107 bei ihrem ersten Aufruf (d.h. bei ihrer ersten Ausführung) oder auch beim Anlegen neuer Datenbereiche (also neuer Teile des Datenbereichs 109) die entsprechenden Speicherzellen selbst. Solche Initialisierungen verursachen dann für den ersten Einsatz der Applikation 107 einen zusätzlichen Zeitaufwand, der allerdings gut auf den tatsächlichen Datenbedarf der Applikation 107 abgestimmt ist.Alternatively or additionally, the application initiates 107 when it is first called (ie when it is executed for the first time) or when new data areas are created (i.e. new parts of the data area 109 ) the corresponding memory cells themselves. Such initializations then cause the application to be used for the first time 107 an additional expenditure of time, which, however, has a positive effect on the application's actual data requirements 107 is matched.

Es sollte beachtet werden, dass im Laufe der Lebensdauer des Speichers 105 (z.B. des Chiplebensdauerzyklus) eine Umwidmung von Datenspeicherbereich 109 zu Codespeicherbereich 108 oder auch umgekehrt nötig werden kann. Eine solche geänderte Speichernutzung kann z.B. durch Löschen von Applikationen 107, Aktualisierungen des Betriebssystems oder ähnliches ausgelöst werden. Im Speicher 105 können die Daten-formierten Speicherzellen (d.h. für Soft-Programmierung initiierten Speicherzellen) jedoch jederzeit auch wieder als Teil des Code-Speicherbereichs 108 eingesetzt werden. In diesem Fall kann die Speichersteuereinrichtung für diese Speicherzellen wie oben beschrieben die Hard-Programmierung verwenden. Damit kann insbesondere vermieden werden, dass das Betriebssystem 106, das die Speichersteuereinrichtung entsprechend steuert, die vorherige Zuordnung von Speicherzellen zu Speicherbereichen 108, 109 speichern muss (Mapping-Aufwand), da es sich ansonsten alle jemals definierten Datenbereiche merken müsste.It should be noted that over the life of the memory 105 (eg of the chip life cycle) a reallocation of data storage area 109 to code storage area 108 or vice versa may be necessary. This type of memory usage can be changed, for example, by deleting applications 107 , Updates of the operating system or similar are triggered. In the storage room 105 However, the data-formed memory cells (ie memory cells initiated for soft programming) can also be used again at any time as part of the code memory area 108 can be used. In this case, the memory controller can use hard programming for these memory cells as described above. This can be avoided in particular that the operating system 106 , which controls the memory control device accordingly, the previous assignment of memory cells to memory areas 108 , 109 must save (mapping effort), otherwise it would have to remember all the data areas that have ever been defined.

Zusammenfassend werden gemäß verschiedenen Ausführungsformen Speicheranordnungen und Verfahren bereitgestellt, wie sie in den 6 bis 9 dargestellt sind.In summary, according to various embodiments, memory arrangements and methods are provided as shown in FIGS 6th to 9 are shown.

6 zeigt eine Speicheranordnung 600 gemäß einer Ausführungsform. 6th Figure 3 shows a memory array 600 according to one embodiment.

Die Speicheranordnung 600 weist einen Speicher 601 mit einer Mehrzahl von Speicherzellen 602 auf, wobei jede Speicherzelle 602 ein Material aufweist, dessen Widerstand änderbar ist, und wobei der Speicher 601 zum Speichern von Daten basierend auf einer Einstellung des Widerstands des Materials in den Speicherzellen 602 eingerichtet ist.The storage arrangement 600 assigns a memory 601 with a plurality of memory cells 602 on, with each memory cell 602 comprises a material whose resistance can be changed, and wherein the memory 601 for storing data based on an adjustment of the resistance of the material in the memory cells 602 is set up.

Die Speicheranordnung 600 weist ferner eine Speichersteuereinrichtung 603 auf, die eingerichtet ist zum Durchführen von mindestens einem ersten Speicherzellen-Initiierungsprozess 604 und einem zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozess 605, wobei ein Speicherzellen-Initiierungsprozess 604, 605 aus mehreren Initiierungsoperationen besteht, wobei bei jeder Initiierungsoperation einer Speicherzelle, auf die der Speicherzellen-Initiierungsprozess angewendet wird, ein Stromimpuls zugeführt wird.The storage arrangement 600 further comprises a memory controller 603 that is configured to perform at least one first memory cell initiation process 604 and a second memory cell initiation process 605 , wherein a memory cell initiation process 604 , 605 consists of a plurality of initiation operations, a current pulse being supplied at each initiation operation to a memory cell to which the memory cell initiation process is applied.

Der erste Speicherzellen-Initiierungsprozess 604 und der zweite Speicherzellen-Initiierungsprozess 605 unterscheiden sich in einem oder mehreren elektrischen Parametern.The first memory cell initiation process 604 and the second memory cell initiation process 605 differ in one or more electrical parameters.

Beispielsweise unterscheiden sich der erste Speicherzellen-Initiierungsprozess und der zweite Speicherzellen-Initiierungsprozess in der für den Stromimpuls verwendeten Spannung, der für den Stromimpuls verwendeten Leistung, der Anstiegsflanke des Stromimpulses, des zeitlichen Abstandes aufeinanderfolgender Stromimpulse und/oder der Länge des Stromimpulses.For example, the first memory cell initiation process and the second memory cell initiation process differ in the voltage used for the current pulse, the power used for the current pulse, the rising edge of the current pulse, the time Distance between successive current pulses and / or the length of the current pulse.

Die Speichersteuereinrichtung 603 ist eingerichtet einen ersten Teil der Speicherzellen 602 mittels des ersten Speicherzellen-Initiierungsprozesses 604 und einen zweiten Teil der Speicherzellen 602 mittels des zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozesses 605 zu initiieren.The memory controller 603 is set up a first part of the memory cells 602 by means of the first memory cell initiation process 604 and a second part of the memory cells 602 by means of the second memory cell initiation process 605 to initiate.

Ein Initiierungsprozess kann als ein Initiieren verstanden werden, das sich auf eine Eigenschaft einer Speicherzelle, die damit initiiert wird, positiv in Hinblick auf Speichereigenschaften der Speicherzelle auswirkt. Die Speichereigenschaften, auf die sich die Initiierung positiv auswirkt, sind beispielsweise eins oder mehrere von der Zyklenfestigkeit, der Programmiergeschwindigkeit und/oder der Lebensdauer von in der Speicherzelle gespeicherten Daten (d.h. die Datenhaltung der Speicherzelle).An initiation process can be understood as an initiation that has a positive effect on a property of a memory cell that is initiated therewith with regard to the memory properties of the memory cell. The memory properties on which the initiation has a positive effect are, for example, one or more of the cycle stability, the programming speed and / or the service life of data stored in the memory cell (i.e. the data storage of the memory cell).

In anderen Worten werden gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen nicht alle Speicherzellen eines Speichers gleich intensiv initiiert, sondern ein erster Teil wird weniger intensiv initiiert und ein zweiter Teil wird intensiver initiiert. Da die Initiierung einen hohen Testzeitaufwand erfordert können dadurch die Testzeit und letztendlich die Herstellungskosten des Speichers reduziert werden.In other words, according to various exemplary embodiments, not all memory cells of a memory are initiated with the same intensity, but rather a first part is initiated less intensively and a second part is initiated more intensively. Since the initiation requires a large amount of test time, the test time and ultimately the production costs of the memory can be reduced as a result.

Insbesondere können überflüssige Testzeiten für das Initiieren von Speicherzellen vermieden werden, indem die Initiierung applikationsspezifisch oder sogar durch die jeweilige Applikation, die den Speicher verwendet, selbst durchgeführt wird. Da Datenspeicherbereiche für eine Applikation typischerweise deutlich kleiner sind als die Speicherbereich für Code (und andere statische Daten) sind in Summe in einem typischen Fall ca. 90% weniger Initiierungszyklen in der Testphase für den Speicher erforderlich.In particular, unnecessary test times for the initiation of memory cells can be avoided in that the initiation is carried out in an application-specific manner or even by the respective application that uses the memory itself. Since data storage areas for an application are typically significantly smaller than the storage areas for code (and other static data), in a typical case approx. 90% fewer initiation cycles are required for the memory in the test phase.

7 zeigt ein Ablaufdiagramm 700, das ein Verfahren zum Initiieren eines Speichers veranschaulicht. 7th shows a flow chart 700 illustrating a method for initiating a memory.

Das Verfahren dient zum Initiieren eines Speichers, der eine Mehrzahl von Speicherzellen aufweist, wobei jede Speicherzelle ein Material aufweist, dessen Widerstand änderbar ist, und wobei der Speicher Daten basierend auf einer Einstellung des Widerstands des Materials in den Speicherzellen speichert.The method is used to initiate a memory having a plurality of memory cells, each memory cell having a material whose resistance can be changed, and wherein the memory stores data based on a setting of the resistance of the material in the memory cells.

In 701 wird ein erster Teil der Speicherzellen mittels eines ersten Speicherzellen-Initiierungsprozesses initiiert.In 701 a first part of the memory cells is initiated by means of a first memory cell initiation process.

In 702 wird ein zweiter Teil der Speicherzellen mittels eines zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozesses initiiert.In 702 a second part of the memory cells is initiated by means of a second memory cell initiation process.

Es sollte beachtet werden, dass 701 und 702 nicht notwendig in der gezeigten Reihenfolge ausgeführt werden müssen sondern auch zumindest Teile von 702 vor oder parallel zu 701.It should be noted that 701 and 702 do not necessarily have to be carried out in the order shown but also at least parts of 702 before or parallel to 701 .

Ein Speicherzellen-Initiierungsprozess (d.h. der erste Speicherzellen-Initiierungsprozess und der zweite Speicherzellen-Initiierungsprozess) besteht aus mehreren Initiierungsoperationen, wobei bei jeder Initiierungsoperation einer Speicherzelle, auf die der Speicherzellen-Initiierungsprozess angewendet wird, ein Stromimpuls zugeführt wird und wobei sich der erste Speicherzellen-Initiierungsprozess und der zweite Speicherzellen-Initiierungsprozess in einem oder mehreren elektrischen Parametern unterscheiden.A memory cell initiation process (ie the first memory cell initiation process and the second memory cell initiation process) consists of a plurality of initiation operations, with each initiation operation of a memory cell to which the memory cell initiation process being applied being supplied with a current pulse and with the first memory cell initiation process being applied. The initiation process and the second memory cell initiation process differ in one or more electrical parameters.

8 zeigt eine Speicheranordnung 800 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 8th Figure 3 shows a memory array 800 according to a further embodiment.

Die Speicheranordnung 800 weist einen Speicher 801 mit einer Mehrzahl von Speicherzellen 802 auf, wobei jede Speicherzelle 802 ein Material aufweist, dessen Widerstand änderbar ist, und wobei der Speicher 801 zum Speichern von Daten basierend auf einer Einstellung des Widerstands des Materials in den Speicherzellen 802 eingerichtet ist.The storage arrangement 800 assigns a memory 801 with a plurality of memory cells 802 on, with each memory cell 802 comprises a material whose resistance can be changed, and wherein the memory 801 for storing data based on an adjustment of the resistance of the material in the memory cells 802 is set up.

Die Speicheranordnung 800 weist ferner eine Speichersteuereinrichtung 803 auf, die zum Durchführen von mindestens einer ersten Speicherzellen-Programmieroperation und einer zweiten Speicherzellen- Programmieroperation eingerichtet ist.The storage arrangement 800 further comprises a memory controller 803 which is set up to carry out at least a first memory cell programming operation and a second memory cell programming operation.

Bei jeder Speicherzellen- Programmieroperation wird einer Speicherzelle, auf die die Speicherzellen-Programmieroperation angewendet wird, ein Stromimpuls zugeführt, wobei sich die erste Speicherzellen-Programmieroperation und die zweite Speicherzellen-Programmieroperation in einem oder mehreren elektrischen Parametern unterscheiden.In each memory cell programming operation, a memory cell to which the memory cell programming operation is applied is supplied with a current pulse, the first memory cell programming operation and the second memory cell programming operation differing in one or more electrical parameters.

Beispielsweise unterscheiden sich die erste Speicherzellen-Programmierungsoperation und die zweite Speicherzellen-Programmierungsoperation in der für den Stromimpuls verwendeten Spannung, der für den Stromimpuls verwendeten Leistung, der Anstiegsflanke des Stromimpulses, des zeitlichen Abstandes aufeinanderfolgender Stromimpulse und/oder der Länge des Stromimpulses.For example, the first memory cell programming operation and the second memory cell programming operation differ in the voltage used for the current pulse, the power used for the current pulse, the rising edge of the current pulse, the time interval between successive current pulses and / or the length of the current pulse.

Die Speichersteuereinrichtung 803 ist eingerichtet, einen ersten Teil der Speicherzellen 802 mittels der ersten Speicherzellen-Programmieroperation 803 und einen zweiten Teil der Speicherzellen 802 mittels der zweiten Speicherzellen-Programmieroperation 804 zu programmieren.The memory controller 803 is set up a first part of the memory cells 802 by means of the first memory cell programming operation 803 and a second part of the memory cells 802 by means of the second memory cell programming operation 804 to program.

In anderen Worten werden gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen nicht alle Speicherzellen eines Speichers gleich intensiv programmiert, sondern ein erster Teil wird weniger intensiv programmiert und ein zweiter Teil wird intensiver programmiert. Das weniger intensive Programmieren (d.h. die erste Speicherzellen-Programmieroperation, z.B. eine Soft-Programmierung) strapaziert die Speicherzellen beispielsweise weniger als das intensive Programmieren (d.h. die zweite Speicherzellen-Programmieroperation, z.B. eine Hard-Programmierung). Das weniger intensive Programmieren ist aber beispielsweise nur für Speicherzellen geeignet, die entsprechend initiiert wurden oder es kann ein intensives Programmieren wünschenswert sein, wenn eine lange Datenhaltung gewünscht ist.In other words, according to various exemplary embodiments, not all memory cells of a memory are programmed with the same intensity, but rather a first part is programmed less intensively and a second part is programmed more intensively. The less intensive programming (ie the first memory cell programming operation, for example soft programming) strains the memory cells less, for example, than the intensive programming (ie the second memory cell programming operation, for example hard programming). Less intensive programming is only suitable, for example, for memory cells that have been initiated accordingly, or intensive programming can be desirable if long data retention is desired.

Unter Programmieren eines Speicher bzw. einer Speicherzelle kann das Speichern von Information in dem Speicher bzw. der Speicherzelle verstanden werden. Eine Speicherzelle wird zum Beispiel durch das Speichern eines Bits in der Speicherzelle programmiert.Programming a memory or a memory cell can be understood to mean the storage of information in the memory or the memory cell. A memory cell is programmed, for example, by storing a bit in the memory cell.

Es sollte beachtet werden, dass verschiedene Ausführungsbeispiele kombiniert werden können, insbesondere die Ausführungsbeispiele der 6 und 8 (bzw. 7 und 9). Das heißt, dass zwei Teile von Speicherzellen unterschiedlich initiiert werden können und diese Teile dann entsprechend unterschiedlich programmiert werden können. Der erste Teil und der zweite Teil der Ausführungsform von 6 (bzw. 7) und der erste Teil und der zweite Teil der Ausführungsform von 8 (bzw. 9) brauchen jedoch nicht dieselben Teile zu sein, d.h. die Aufteilung des Speichers in Teile kann bei den verschiedenen Ausführungsformen unterschiedlich sein.It should be noted that different exemplary embodiments can be combined, in particular the exemplary embodiments of FIG 6th and 8th (or 7 and 9). This means that two parts of memory cells can be initiated differently and these parts can then be programmed differently accordingly. The first part and the second part of the embodiment of FIG 6th (respectively 7) and the first part and the second part of the embodiment of FIG 8th (or 9) do not, however, need to be the same parts, ie the division of the memory into parts can be different in the different embodiments.

9 zeigt ein Ablaufdiagramm 900, das ein Verfahren zum Programmieren eines Speichers veranschaulicht. 9 shows a flow chart 900 illustrating a method of programming a memory.

Das Verfahren dient zum Programmieren eines Speichers, der eine Mehrzahl von Speicherzellen aufweist, wobei jede Speicherzelle ein Material aufweist, dessen Widerstand änderbar ist, und wobei der Speicher Daten basierend auf einer Einstellung des Widerstands des Materials in den Speicherzellen speichert. The method is used to program a memory that has a plurality of memory cells, each memory cell having a material whose resistance can be changed, and wherein the memory stores data based on a setting of the resistance of the material in the memory cells.

In 901 wird ein erster Teil der Speicherzellen mittels einer ersten Speicherzellen-Programmierungsoperation programmiert.In 901 a first part of the memory cells is programmed by means of a first memory cell programming operation.

In 902 wird ein zweiter Teil der Speicherzellen mittels einer zweiten Speicherzellen-Programmierungsoperation programmiert.In 902 a second part of the memory cells is programmed by means of a second memory cell programming operation.

Es sollte beachtet werden, dass 901 und 902 nicht notwendig in der gezeigten Reihenfolge ausgeführt werden müssen sondern auch zumindest Teile von 902 vor oder parallel zu 901.It should be noted that 901 and 902 do not necessarily have to be carried out in the order shown but also at least parts of 902 before or parallel to 901 .

Bei jeder Speicherzellen-Programmierungsoperation wird einer Speicherzelle, auf die die Speicherzellen-Programmierungsoperation angewendet wird, ein Stromimpuls zugeführt. Die erste Speicherzellen-Programmierungsoperation und die zweite Speicherzellen-Programmierungsoperation unterscheiden sich in einem oder mehreren elektrischen Parametern.In each memory cell programming operation, a memory cell to which the memory cell programming operation is applied is supplied with a current pulse. The first memory cell programming operation and the second memory cell programming operation differ in one or more electrical parameters.

Beispiel für den Unterschied zwischen der Initiierung für Soft-Programmierung und der Initiierung für Hard-Programmierung (zur Reduzierung der Testzeit, wie mit Bezug auf die 6 und 7 beschrieben): Die Initialisierung des DatenSpeichers (d.h. eines Datenspeicherbereichs) kann beispielsweise eine Formierung und 60 Initiierungsdurchläufe (jeweils ein Hin- und Herschalten zwischen SET-Zustand und RESET-Zustand) aufweisen, während die Initialisierung des Code-Speichers (d.h. eines Codespeicherbereichs) beispielsweise hingegen eine Formierung und 25 Initiierungsdurchläufe aufweist.Example of the difference between initiation for soft programming and initiation for hard programming (to reduce test time, as with reference to the 6th and 7th ): The initialization of the data memory (i.e. a data storage area) can, for example, comprise a formation and 60 initiation passes (each switching back and forth between SET state and RESET state), while the initialization of the code memory (i.e. a code storage area), for example however, has one formation and 25 initiation passes.

Die Soft-Programmierung erfolgt beispielsweise gemäß:

  • - SET 1,6V, RESET -1,6V, diverse Pulse von 100ns bis 300ns Länge
  • - Stromlimit 280µA
The soft programming is carried out, for example, according to:
  • - SET 1.6V, RESET -1.6V, various pulses from 100ns to 300ns length
  • - Current limit 280µA

Die Hard-Programmierung erfolgt beispielsweise gemäß:

  • - SET 2V, RESET -2V, diverse Pulse von 300ns bis 500ns Länge
  • - Stromlimit 320µA
The hard programming is done, for example, according to:
  • - SET 2V, RESET -2V, various pulses from 300ns to 500ns length
  • - Current limit 320µA

Bei RRAM gilt dabei immer:

  • SET = Folge von mehreren Spannungspulsen, bis die Zelle genügend niederohmig ist.
  • RESET = Folge von mehreren Spannungspulsen, bis die Zelle genügend hochohmig ist.
At RRAM, the following always applies:
  • SET = sequence of several voltage pulses until the cell has a sufficiently low resistance.
  • RESET = sequence of several voltage pulses until the cell has a sufficiently high resistance.

Die Initiierungsdurchläufe für die intensive Initiierung (Initiierung für die Soft-Programmierung) können sich von den Initiierungsdurchläufen für die weniger intensive Initiierung (Initiierung für die Hard-Programmierung) analog wie die Soft-Programmierung und die Hard-Programmierung mit den obigen Beispielswerten in den verwendeten Spannungen, den Pulslängen und dem Stromlimits unterscheiden.The initiation runs for the intensive initiation (initiation for the soft programming) can differ from the initiation runs for the less intensive initiation (initiation for the hard programming) analogously to the soft programming and the hard programming with the above example values in the used Differentiate between voltages, pulse lengths and current limits.

Wie oben erläutert führen die Soft-Programmierung und die Hard-Programmierung zu unterschiedlichen Zelleigenschaften.As explained above, soft programming and hard programming lead to different cell properties.

Eine Soft-Programmierung gemäß den obigen Beispielswerten führt zu einer erwarteten Datenhaltung von zwei Jahren (bei einer bestimmten Temperatur) und es sind 100.000 Programmierungswiederholungen zulässig.Soft programming according to the example values above leads to an expected data retention of two years (at a certain temperature) and 100,000 programming repetitions are permissible.

Eine Hard-Programmierung gemäß den obigen Beispielswerten führt zu einer erwarteten Datenhaltung von zehn Jahren (bei einer bestimmten Temperatur) und es sind 500 Programmierungswiederholungen zulässig.Hard programming according to the example values above leads to an expected data retention of ten years (at a certain temperature) and 500 programming repetitions are permissible.

Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele angegeben.Various exemplary embodiments are specified below.

Ausführungsbeispiel 1 ist eine Speicheranordnung aufweisend einen Speicher, aufweisend eine Mehrzahl von Speicherzellen, wobei jede Speicherzelle ein Material aufweist, dessen Widerstand änderbar ist, und wobei der Speicher zum Speichern von Daten basierend auf einer Einstellung des Widerstands des Materials in den Speicherzellen eingerichtet ist, und eine Speichersteuereinrichtung, eingerichtet zum Durchführen von mindestens einem ersten Speicherzellen-Initiierungsprozess und einem zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozess, wobei ein Speicherzellen-Initiierungsprozess aus mehreren Initiierungsoperationen besteht, wobei bei jeder Initiierungsoperation einer Speicherzelle, auf die der Speicherzellen-Initiierungsprozess angewendet wird, ein Stromimpuls zugeführt wird, wobei sich der erste Speicherzellen-Initiierungsprozess und der zweite Speicherzellen-Initiierungsprozess in einem oder mehreren elektrischen Parametern unterscheiden, und eingerichtet, einen ersten Teil der Speicherzellen mittels des ersten Speicherzellen-Initiierungsprozesses und einen zweiten Teil der Speicherzellen mittels des zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozesses zu initiieren.Embodiment 1 is a memory arrangement having a memory, having a plurality of memory cells, wherein each memory cell has a material whose resistance can be changed, and wherein the memory is configured to store data based on a setting of the resistance of the material in the memory cells, and a memory control device configured to carry out at least a first memory cell initiation process and a second memory cell initiation process, a memory cell initiation process consisting of a plurality of initiation operations, a current pulse being supplied with each initiation operation of a memory cell to which the memory cell initiation process is applied , wherein the first memory cell initiation process and the second memory cell initiation process differ in one or more electrical parameters, and configured, a first part of the memory cells by means of the first memory cell initiation process and to initiate a second part of the memory cells by means of the second memory cell initiation process.

Ausführungsbeispiel 2 ist eine Speicheranordnung gemäß Ausführungsbeispiel 1, wobei die Speicherzellen RRAM-Zellen, MRAM-Zellen oder PCRAM-Zellen sind.Exemplary embodiment 2 is a memory arrangement in accordance with exemplary embodiment 1, the memory cells being RRAM cells, MRAM cells or PCRAM cells.

Ausführungsbeispiel 3 ist eine Speicheranordnung gemäß Ausführungsbeispiel 1 oder 2, wobei die Speichersteuereinrichtung einen Empfänger aufweist, der eingerichtet ist, eine Information über die Zuordnung von Speicherzellen des Speichers zu dem ersten Teil der Speicherzellen und dem zweiten Teil der Speicherzellen zu empfangen.Embodiment 3 is a memory arrangement in accordance with embodiment 1 or 2, the memory control device having a receiver which is set up to receive information about the assignment of memory cells of the memory to the first part of the memory cells and the second part of the memory cells.

Ausführungsbeispiel 4 ist eine Speicheranordnung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 3, wobei die Speichersteuereinrichtung eingerichtet ist, vor dem Anwenden eines Speicherzellen-Initiierungsprozesses eine Formierung auf die Speicherzellen des Speichers anzuwenden. Embodiment 4 is a memory arrangement in accordance with one of the embodiments 1 to 3, the memory control device being set up to apply a formation to the memory cells of the memory before applying a memory cell initiation process.

Ausführungsbeispiel 5 ist eine Speicheranordnung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 4, wobei der erste Speicherzellen-Initiierungsprozess ein Teil des zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozesses ist.Embodiment 5 is a memory arrangement in accordance with one of the embodiments 1 to 4, wherein the first memory cell initiation process is part of the second memory cell initiation process.

Ausführungsbeispiel 6 ist eine Speicheranordnung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 5, wobei der zweite Speicherzellen-Initiierungsprozess ein intensiverer Speicherzellen-Initiierungsprozess ist als der erste Speicherzellen-Initiierungsprozess.Embodiment 6 is a memory arrangement in accordance with one of the embodiments 1 to 5, wherein the second memory cell initiation process is a more intensive memory cell initiation process than the first memory cell initiation process.

Ausführungsbeispiel 7 ist eine Elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung aufweisend eine Speicheranordnung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 6, wobei die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung ferner einen Prozessor aufweist, der eingerichtet ist, eine Applikation auszuführen, wobei der erste Teil der Speicherzellen ein Code-Speicherbereich für die Applikation und der zweite Teil der Speicherzellen ein Daten-Speicherbereich für die Applikation sind.Embodiment 7 is an electronic data processing device having a memory arrangement according to one of the embodiments 1 to 6, the electronic data processing device furthermore having a processor which is set up to execute an application, the first part of the memory cells being a code storage area for the application and the second Part of the memory cells are a data memory area for the application.

Ausführungsbeispiel 8 ist eine Elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 7, wobei der Prozessor eingerichtet ist, die Speichersteuereinrichtung derart zu steuern, dass sie den ersten Teil der Speicherzellen mittels des ersten Speicherzellen-Initiierungsprozesses und den zweiten Teil der Speicherzellen mittels des zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozesses initiiert.Embodiment 8 is an electronic data processing device according to embodiment 7, wherein the processor is set up to control the memory control device in such a way that it initiates the first part of the memory cells by means of the first memory cell initiation process and the second part of the memory cells by means of the second memory cell initiation process.

Ausführungsbeispiel 9 ist eine Elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 8, wobei der Prozessor eingerichtet ist, eine Information über die Zuordnung von Speicherzellen des Speichers zu dem ersten Teil der Speicherzellen und dem zweiten Teil der Speicherzellen zu ermitteln und die Speichersteuereinrichtung basierend auf der Information zu steuern. Embodiment 9 is an electronic data processing device according to embodiment 8, the processor being set up to determine information about the assignment of memory cells of the memory to the first part of the memory cells and the second part of the memory cells and to control the memory control device based on the information.

Ausführungsbeispiel 10 ist eine Elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 8 oder 9, wobei die Applikation Instruktionen aufweist, die bewirken, dass der Prozessor die Speichersteuereinrichtung derart steuert, dass sie den ersten Teil der Speicherzellen mittels des ersten Speicherzellen-Initiierungsprozesses und den zweiten Teil der Speicherzellen mittels des zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozesses initiiert.Embodiment 10 is an electronic data processing device according to embodiment 8 or 9, the application having instructions that cause the processor to control the memory control device in such a way that it uses the first memory cell to store the first part of the memory cells. Initiation process and the second part of the memory cells initiated by means of the second memory cell initiation process.

Ausführungsbeispiel 11 ist eine Elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 8 oder 9, wobei der Prozessor eingerichtet ist, eine Lade-Routine auszuführen, die bewirkt, dass die Applikation in den Speicher geladen wird, und die bewirkt, dass der Prozessor, die Speichersteuereinrichtung derart steuert, dass sie den ersten Teil der Speicherzellen mittels des ersten Speicherzellen-Initiierungsprozesses und den zweiten Teil der Speicherzellen mittels des zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozesses initiiert.Embodiment 11 is an electronic data processing device according to embodiment 8 or 9, wherein the processor is set up to execute a loading routine which causes the application to be loaded into the memory and which causes the processor to control the memory control device in such a way that it initiates the first part of the memory cells by means of the first memory cell initiation process and the second part of the memory cells by means of the second memory cell initiation process.

Ausführungsbeispiel 12 ist ein Verfahren zum Initiieren eines Speichers, der eine Mehrzahl von Speicherzellen aufweist, wobei jede Speicherzelle ein Material aufweist, dessen Widerstand änderbar ist, und wobei der Speicher Daten basierend auf einer Einstellung des Widerstands des Materials in den Speicherzellen speichert, wobei das Verfahren aufweist: Initiieren eines ersten Teil der Speicherzellen mittels eines ersten Speicherzellen-Initiierungsprozesses und Initiieren eines zweiten Teil der Speicherzellen mittels eines zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozesses, wobei ein Speicherzellen-Initiierungsprozess aus mehreren Initiierungsoperationen besteht, wobei bei jeder Initiierungsoperation einer Speicherzelle, auf die der Speicherzellen-Initiierungsprozess angewendet wird, ein Stromimpuls zugeführt wird und wobei sich der erste Speicherzellen-Initiierungsprozess und der zweite Speicherzellen-Initiierungsprozess in einem oder mehreren elektrischen Parametern unterscheiden.Embodiment 12 is a method of initiating a memory having a plurality of memory cells, each memory cell having a material whose resistance is changeable, and wherein the memory stores data based on an adjustment of the resistance of the material in the memory cells, the method comprises: initiating a first part of the memory cells by means of a first memory cell initiation process and initiating a second part of the memory cells by means of a second memory cell initiation process, wherein a memory cell initiation process consists of several initiation operations, with each initiation operation of a memory cell to which the memory cell Initiation process is applied, a current pulse is supplied and wherein the first memory cell initiation process and the second memory cell initiation process differ in one or more electrical parameters.

Ausführungsbeispiel 13 ist ein Verfahren gemäß Ausführungsbeispiel 12, ferner aufweisend das Identifizieren des ersten Teils der Speicherzellen und des zweiten Teils der Speicherzellen basierend auf einem Speicherbedarf einer Applikation, die zur Nutzung des Speichers vorgesehen ist.Embodiment 13 is a method in accordance with embodiment 12, further comprising the identification of the first part of the memory cells and the second part of the memory cells based on a memory requirement of an application that is provided for using the memory.

Ausführungsbeispiel 14 ist ein Verfahren gemäß Ausführungsbeispiel 13, wobei basierend auf dem Speicherbedarf der Applikation ein Code-Speicherbereich und ein Daten-Speicherbereich für die Applikation festgelegt werden und der erste Teil der Speicherzellen entsprechend dem Code-Speicherbereich ausgewählt wird und der zweite Teil von Speicherzellen entsprechend dem Daten-Speicherbereich ausgewählt wird.Embodiment 14 is a method according to embodiment 13, a code memory area and a data memory area being defined for the application based on the memory requirement of the application and the first part of the memory cells being selected according to the code memory area and the second part of memory cells being selected accordingly the data storage area is selected.

Ausführungsbeispiel 15 ist ein Verfahren gemäß einem der Ausführungsbeispiele 12 bis 14, wobei die Speicherzellen RRAM-Zellen, MRAM-Zellen oder PCRAM-Zellen sind.Embodiment 15 is a method in accordance with one of the embodiments 12 to 14, the memory cells being RRAM cells, MRAM cells or PCRAM cells.

Ausführungsbeispiel 16 ist ein Verfahren gemäß einem der Ausführungsbeispiele 12 bis 15, aufweisend Empfangen einer Information über die Zuordnung von Speicherzellen des Speichers zu dem ersten Teil der Speicherzellen und dem zweiten Teil der Speicherzellen.Embodiment 16 is a method according to one of the embodiments 12 to 15, comprising receiving information about the assignment of memory cells of the memory to the first part of the memory cells and the second part of the memory cells.

Ausführungsbeispiel 17 ist ein Verfahren gemäß einem der Ausführungsbeispiele 12 bis 16, aufweisend Anwenden einer Formierung auf die Speicherzellen des Speichers vor dem Anwenden eines Speicherzellen-Initiierungsprozesses.Embodiment 17 is a method according to any one of Embodiments 12 to 16, comprising applying a formation to the memory cells of the memory prior to applying a memory cell initiation process.

Ausführungsbeispiel 18 ist ein Verfahren gemäß einem der Ausführungsbeispiele 12 bis 17, wobei der erste Speicherzellen-Initiierungsprozess ein Teil des zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozesses ist.Embodiment 18 is a method according to any one of Embodiments 12 to 17, wherein the first memory cell initiation process is part of the second memory cell initiation process.

Ausführungsbeispiel 19 ist ein Verfahren gemäß einem der Ausführungsbeispiele 12 bis 18, wobei der zweite Speicherzellen-Initiierungsprozess ein intensiverer Speicherzellen-Initiierungsprozess ist als der erste Speicherzellen-Initiierungsprozess.Embodiment 19 is a method according to any one of Embodiments 12 to 18, wherein the second memory cell initiation process is a more intensive memory cell initiation process than the first memory cell initiation process.

Ausführungsbeispiel 20 ist eine Speicheranordnung aufweisend einen Speicher, aufweisend eine Mehrzahl von Speicherzellen, wobei jede Speicherzelle ein Material aufweist, dessen Widerstand änderbar ist, und wobei der Speicher zum Speichern von Daten basierend auf einer Einstellung des Widerstands des Materials in den Speicherzellen eingerichtet ist, und eine Speichersteuereinrichtung, eingerichtet zum Durchführen von mindestens einer ersten Speicherzellen-Programmieroperation und einer zweiten Speicherzellen-Programmieroperation, wobei bei jeder Speicherzellen- Programmieroperation einer Speicherzelle, auf die die Speicherzellen-Programmieroperation angewendet wird, ein Stromimpuls zugeführt wird, wobei sich die erste Speicherzellen-Programmieroperation und die zweite Speicherzellen-Programmieroperation in einem oder mehreren elektrischen Parametern unterscheiden, und eingerichtet, einen ersten Teil der Speicherzellen mittels der ersten Speicherzellen-Programmieroperation und einen zweiten Teil der Speicherzellen mittels der zweiten Speicherzellen-Programmieroperation zu programmieren.Embodiment 20 is a memory arrangement having a memory, having a plurality of memory cells, wherein each memory cell has a material whose resistance can be changed, and wherein the memory is configured to store data based on a setting of the resistance of the material in the memory cells, and a memory control device, configured to carry out at least a first memory cell programming operation and a second memory cell programming operation, a current pulse being supplied in each memory cell programming operation of a memory cell to which the memory cell programming operation is applied, the first memory cell programming operation being different and distinguish the second memory cell programming operation in one or more electrical parameters, and set up a first portion of the memory cells by means of the first memory cell programming operation and a two to program th part of the memory cells by means of the second memory cell programming operation.

Ausführungsbeispiel 21 ist eine Speicheranordnung gemäß Ausführungsbeispiel 20, wobei die Speicherzellen RRAM-Zellen, MRAM-Zellen oder PCRAM-Zellen sind.Embodiment 21 is a memory arrangement in accordance with embodiment 20, the memory cells being RRAM cells, MRAM cells or PCRAM cells.

Ausführungsbeispiel 22 ist eine Speicheranordnung gemäß Ausführungsbeispiel 20, wobei die Speichersteuereinrichtung einen Empfänger aufweist, der eingerichtet ist, eine Information über die Zuordnung von Speicherzellen des Speichers zu dem ersten Teil der Speicherzellen und dem zweiten Teil der Speicherzellen zu empfangen.Embodiment 22 is a memory arrangement in accordance with embodiment 20, wherein the memory control device has a receiver which is set up to receive information about the assignment of memory cells of the memory to the first part of the memory cells and the second part of the memory cells.

Ausführungsbeispiel 23 ist eine Speicheranordnung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 20 bis 22, wobei die zweite Speicherzellen-Programmieroperation eine intensivere Speicherzellen- Programmieroperation ist als die erste Speicherzellen-Programmieroperation.Embodiment 23 is a memory arrangement in accordance with one of the embodiments 20 to 22, wherein the second memory cell programming operation is a more intensive memory cell programming operation than the first memory cell programming operation.

Ausführungsbeispiel 24 ist eine Elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung aufweisend eine Speicheranordnung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 20 bis 23, wobei die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung ferner einen Prozessor aufweist, der eingerichtet ist, eine Applikation auszuführen, wobei der erste Teil der Speicherzellen ein Code-Speicherbereich für die Applikation und der zweite Teil der Speicherzellen ein Daten-Speicherbereich für die Applikation sind.Embodiment 24 is an electronic data processing device having a memory arrangement according to one of the embodiments 20 to 23, wherein the electronic The data processing device furthermore has a processor which is set up to execute an application, the first part of the memory cells being a code memory area for the application and the second part of the memory cells being a data memory area for the application.

Ausführungsbeispiel 25 ist eine Elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 24, wobei der Prozessor eingerichtet ist, die Speichersteuereinrichtung derart zu steuern, dass sie den ersten Teil der Speicherzellen mittels der ersten Speicherzellen- Programmieroperation und den zweiten Teil der Speicherzellen mittels der zweiten Speicherzellen-Programmieroperation programmiert.Embodiment 25 is an electronic data processing device according to embodiment 24, wherein the processor is set up to control the memory control device in such a way that it programs the first part of the memory cells by means of the first memory cell programming operation and the second part of the memory cells by means of the second memory cell programming operation.

Ausführungsbeispiel 26 ist eine Elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 25, wobei der Prozessor eingerichtet ist, eine Information über die Zuordnung von Speicherzellen des Speichers zu dem ersten Teil der Speicherzellen und dem zweiten Teil der Speicherzellen zu ermitteln und die Speichersteuereinrichtung basierend auf der Information zu steuern.Embodiment 26 is an electronic data processing device according to embodiment 25, wherein the processor is set up to determine information about the assignment of memory cells of the memory to the first part of the memory cells and the second part of the memory cells and to control the memory control device based on the information.

Ausführungsbeispiel 27 ist ein Verfahren zum Programmieren eines Speichers, der eine Mehrzahl von Speicherzellen aufweist, wobei jede Speicherzelle ein Material aufweist, dessen Widerstand änderbar ist, und wobei der Speicher Daten basierend auf einer Einstellung des Widerstands des Materials in den Speicherzellen speichert, wobei das Verfahren aufweist: Programmieren eines erstens Teil der Speicherzellen mittels einer ersten Speicherzellen-Programmierungsoperation und Programmieren eines zweiten Teils der Speicherzellen mittels einer zweiten Speicherzellen-Programmierungsoperation, wobei bei jeder Speicherzellen-Programmierungsoperation einer Speicherzelle, auf die die Speicherzellen-Programmierungsoperation angewendet wird, ein Stromimpuls zugeführt wird und wobei sich die erste Speicherzellen-Programmierungsoperation und die zweite Speicherzellen-Programmierungsoperation in einem oder mehreren elektrischen Parametern unterscheiden.Embodiment 27 is a method of programming a memory having a plurality of memory cells, each memory cell comprising a material whose resistance is changeable, and wherein the memory stores data based on a setting of the resistance of the material in the memory cells, the method comprises: programming a first part of the memory cells by means of a first memory cell programming operation and programming a second part of the memory cells by means of a second memory cell programming operation, a current pulse being supplied in each memory cell programming operation of a memory cell to which the memory cell programming operation is applied and wherein the first memory cell programming operation and the second memory cell programming operation differ in one or more electrical parameters.

Ausführungsbeispiel 28 ist ein Verfahren gemäß Ausführungsbeispiel 27, ferner aufweisend das Identifizieren des ersten Teils der Speicherzellen und des zweiten Teils der Speicherzellen basierend auf einer Initiierung der Speicherzellen.Embodiment 28 is a method according to Embodiment 27, further comprising identifying the first part of the memory cells and the second part of the memory cells based on an initiation of the memory cells.

Ausführungsbeispiel 29 ist ein Verfahren gemäß Ausführungsbeispiel 27 oder 28, ferner aufweisend das Identifizieren des ersten Teils der Speicherzellen und des zweiten Teils der Speicherzellen basierend auf einer gewünschten Datenhaltung der Speicherzellen.Embodiment 29 is a method in accordance with embodiment 27 or 28, further comprising the identification of the first part of the memory cells and the second part of the memory cells based on a desired data storage of the memory cells.

Ausführungsbeispiel 30 ist ein Verfahren gemäß einem der Ausführungsbeispiele 27 bis 29, wobei die Speicherzellen RRAM-Zellen, MRAM-Zellen oder PCRAM-Zellen sind.Embodiment 30 is a method in accordance with one of the embodiments 27 to 29, the memory cells being RRAM cells, MRAM cells or PCRAM cells.

Ausführungsbeispiel 31 ist ein Verfahren gemäß einem der Ausführungsbeispiele 27 bis 30, aufweisend Empfangen einer Information über die Zuordnung von Speicherzellen des Speichers zu dem ersten Teil der Speicherzellen und dem zweiten Teil der Speicherzellen.Embodiment 31 is a method in accordance with one of the embodiments 27 to 30, comprising receiving information about the assignment of memory cells of the memory to the first part of the memory cells and the second part of the memory cells.

Ausführungsbeispiel 32 ist ein Verfahren gemäß einem der Ausführungsbeispiele 27 bis 31, wobei die zweite Speicherzellen-Programmieroperation eine intensivere Speicherzellen- Programmieroperation ist als die erste Speicherzellen-Programmieroperation.Embodiment 32 is a method according to any one of Embodiments 27 to 31, wherein the second memory cell programming operation is a more intensive memory cell programming operation than the first memory cell programming operation.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine Anordnung mit einem Speicher und einer Speichertrainier-/programmiereinrichtung vorgesehen, die eingerichtet ist, Speicherzellen des Speichers mittels unterschiedlicher Operationen und/oder Prozesse (zum Beispiel intensiver oder weniger intensiv) zu initiieren und/oder programmieren. Dies kann abhängig davon erzeugen, ob eine jeweilige Speichzelle zum Speichern von statischer Information (z.B. Code) oder nicht-statischer Information (z.B. Applikationsdaten) vorgesehen ist.According to a further exemplary embodiment, an arrangement with a memory and a memory training / programming device is provided which is set up to initiate and / or program memory cells of the memory by means of different operations and / or processes (for example more intensive or less intensive). This can be generated depending on whether a respective memory cell is intended for storing static information (e.g. code) or non-static information (e.g. application data).

Obwohl die Erfindung vor allem unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, sollte es von denjenigen, die mit dem Fachgebiet vertraut sind, verstanden werden, dass zahlreiche Änderungen bezüglich Ausgestaltung und Details daran vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Bereich der Erfindung, wie er durch die nachfolgenden Ansprüche definiert wird, abzuweichen. Der Bereich der Erfindung wird daher durch die angefügten Ansprüche bestimmt, und es ist beabsichtigt, dass sämtliche Änderungen, welche unter den Wortsinn oder den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, umfasst werden.Although the invention has been shown and described primarily with reference to particular embodiments, it should be understood by those skilled in the art that numerous changes in design and details can be made therein without departing from the spirit and scope of the invention, as defined by the following claims. The scope of the invention is, therefore, determined by the appended claims, and it is intended that all changes which come within the literal meaning or range of equivalency of the claims be embraced.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100100
DatenverarbeitungsvorrichtungData processing device
101101
Prozessorprocessor
102102
SpeicheranordnungStorage arrangement
103103
Busbus
104104
SpeichersteuereinrichtungStorage controller
105105
SpeicherStorage
106106
Betriebssystemoperating system
107107
Applikationapplication
108108
Code-SpeicherbereichCode storage area
109109
Daten-Speicherbereich Data storage area
200200
RRAM-SpeicherRRAM memory
202202
SpeicherelementeStorage elements
204204
Source-LeitungenSource lines
206206
BitleitungenBit lines
208208
WortleitungenWord lines
210210
TransistorenTransistors
212212
Speicherzellen Storage cells
301, 302301, 302
Zuständeconditions
303, 304303, 304
ElektrodenElectrodes
305305
SpeichermaterialStorage material
306306
leitfähige Elemente conductive elements
401401
nicht-leitende Speicherzellennon-conductive memory cells
402402
DurchbrucherzeugungBreakthrough generation
403403
leitende Speicherzellenconductive memory cells
404404
Initiierunginitiation
405405
initiierte Zellen initiated cells
406406
Personalisierungpersonalization
407407
personalisierte Speicherzellen personalized memory cells
500500
AblaufdiagrammFlowchart
501-507501-507
Ablaufschritte Process steps
600600
SpeicheranordnungStorage arrangement
601601
SpeicherStorage
602602
SpeicherzellenStorage cells
603603
SpeichersteuereinrichtungStorage controller
604, 605604, 605
Speicherzellen-Initiierungsprozesse Memory cell initiation processes
700700
AblaufdiagrammFlowchart
701, 702701, 702
Ablaufschritte Process steps
800800
SpeicheranordnungStorage arrangement
801801
SpeicherStorage
802802
SpeicherzellenStorage cells
803803
SpeichersteuereinrichtungStorage controller
804, 805804, 805
Speicherzellen-Programmieroperationen Memory cell programming operations
900900
AblaufdiagrammFlowchart
901, 902901, 902
AblaufschritteProcess steps

Claims (24)

Speicheranordnung aufweisend einen Speicher, aufweisend eine Mehrzahl von Speicherzellen, wobei jede Speicherzelle ein Material aufweist, dessen Widerstand änderbar ist, und wobei der Speicher zum Speichern von Daten basierend auf einer Einstellung des Widerstands des Materials in den Speicherzellen eingerichtet ist; und eine Speichersteuereinrichtung, eingerichtet zum Durchführen von mindestens einem ersten Speicherzellen-Initiierungsprozess und einem zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozess, wobei ein Speicherzellen-Initiierungsprozess aus mehreren Initiierungsoperationen besteht, wobei bei jeder Initiierungsoperation einer Speicherzelle, auf die der Speicherzellen-Initiierungsprozess angewendet wird, ein Stromimpuls zugeführt wird, wobei sich der erste Speicherzellen-Initiierungsprozess und der zweite Speicherzellen-Initiierungsprozess in einem oder mehreren elektrischen Parametern unterscheiden, und eingerichtet, einen ersten Teil der Speicherzellen mittels des ersten Speicherzellen-Initiierungsprozesses und einen zweiten Teil der Speicherzellen mittels des zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozesses zu initiieren.A memory arrangement having a memory having a plurality of memory cells, each memory cell having a material whose resistance can be changed, and wherein the memory is configured to store data based on a setting of the resistance of the material in the memory cells; and a memory control device set up for Carrying out at least a first memory cell initiation process and a second memory cell initiation process, wherein a memory cell initiation process consists of a plurality of initiation operations, a current pulse being supplied for each initiation operation of a memory cell to which the memory cell initiation process is applied, wherein the first memory cell initiation process and the second memory cell initiation process differ in one or more electrical parameters, and configured to initiate a first part of the memory cells by means of the first memory cell initiation process and a second part of the memory cells by means of the second memory cell initiation process. Speicheranordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Speicherzellen RRAM-Zellen, MRAM-Zellen oder PCRAM-Zellen sind.Storage arrangement according to Claim 1 wherein the memory cells are RRAM cells, MRAM cells or PCRAM cells. Speicheranordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Speichersteuereinrichtung einen Empfänger aufweist, der eingerichtet ist, eine Information über die Zuordnung von Speicherzellen des Speichers zu dem ersten Teil der Speicherzellen und dem zweiten Teil der Speicherzellen zu empfangen.Storage arrangement according to Claim 1 or 2 wherein the memory control device has a receiver which is set up to receive information about the assignment of memory cells of the memory to the first part of the memory cells and the second part of the memory cells. Speicheranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Speichersteuereinrichtung eingerichtet ist, vor dem Anwenden eines Speicherzellen-Initiierungsprozesses eine Formierung auf die Speicherzellen des Speichers anzuwenden.Memory arrangement according to one of the Claims 1 to 3 wherein the memory control device is set up to apply a formation to the memory cells of the memory before applying a memory cell initiation process. Speicheranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Speicherzellen-Initiierungsprozess ein Teil des zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozesses ist.Memory arrangement according to one of the Claims 1 to 4th wherein the first memory cell initiation process is part of the second memory cell initiation process. Speicheranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der zweite Speicherzellen-Initiierungsprozess ein intensiverer Speicherzellen-Initiierungsprozess ist als der erste Speicherzellen-Initiierungsprozess.Memory arrangement according to one of the Claims 1 to 5 wherein the second memory cell initiation process is a more intensive memory cell initiation process than the first memory cell initiation process. Elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung aufweisend eine Speicheranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung ferner einen Prozessor aufweist, der eingerichtet ist, eine Applikation auszuführen, wobei der erste Teil der Speicherzellen ein Code-Speicherbereich für die Applikation und der zweite Teil der Speicherzellen ein Daten-Speicherbereich für die Applikation sind.Electronic data processing device having a memory arrangement according to one of the Claims 1 to 6th , wherein the electronic data processing device further has a processor which is set up to execute an application, the first part of the memory cells being a code memory area for the application and the second part of the memory cells being a data memory area for the application. Elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei der Prozessor eingerichtet ist, die Speichersteuereinrichtung derart zu steuern, dass sie den ersten Teil der Speicherzellen mittels des ersten Speicherzellen-Initiierungsprozesses und den zweiten Teil der Speicherzellen mittels des zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozesses initiiert.Electronic data processing device according to Claim 7 , wherein the processor is set up to control the memory control device in such a way that it initiates the first part of the memory cells by means of the first memory cell initiation process and the second part of the memory cells by means of the second memory cell initiation process. Elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei der Prozessor eingerichtet ist, eine Information über die Zuordnung von Speicherzellen des Speichers zu dem ersten Teil der Speicherzellen und dem zweiten Teil der Speicherzellen zu ermitteln und die Speichersteuereinrichtung basierend auf der Information zu steuern.Electronic data processing device according to Claim 8 wherein the processor is set up to determine information about the assignment of memory cells of the memory to the first part of the memory cells and the second part of the memory cells and to control the memory control device based on the information. Elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Applikation Instruktionen aufweist, die bewirken, dass der Prozessor die Speichersteuereinrichtung derart steuert, dass sie den ersten Teil der Speicherzellen mittels des ersten Speicherzellen-Initiierungsprozesses und den zweiten Teil der Speicherzellen mittels des zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozesses initiiert.Electronic data processing device according to Claim 8 or 9 , wherein the application has instructions that cause the processor to control the memory control device in such a way that it initiates the first part of the memory cells by means of the first memory cell initiation process and the second part of the memory cells by means of the second memory cell initiation process. Elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei der Prozessor eingerichtet ist, eine Lade-Routine auszuführen, die bewirkt, dass die Applikation in den Speicher geladen wird, und die bewirkt, dass der Prozessor, die Speichersteuereinrichtung derart steuert, dass sie den ersten Teil der Speicherzellen mittels des ersten Speicherzellen-Initiierungsprozesses und den zweiten Teil der Speicherzellen mittels des zweiten Speicherzellen-Initiierungsprozesses initiiert.Electronic data processing device according to Claim 8 or 9 , wherein the processor is set up to execute a load routine which causes the application to be loaded into the memory and which causes the processor to control the memory control device in such a way that it transfers the first part of the memory cells by means of the first memory cell Initiation process and the second part of the memory cells initiated by means of the second memory cell initiation process. Verfahren zum Initiieren eines Speichers, der eine Mehrzahl von Speicherzellen aufweist, wobei jede Speicherzelle ein Material aufweist, dessen Widerstand änderbar ist, und wobei der Speicher Daten basierend auf einer Einstellung des Widerstands des Materials in den Speicherzellen speichert, wobei das Verfahren aufweist: Initiieren eines ersten Teil der Speicherzellen mittels eines ersten Speicherzellen-I nitiierungsprozesses; Initiieren eines zweiten Teil der Speicherzellen mittels eines zweiten Speicherzellen-I nitiierungsprozesses; wobei ein Speicherzellen-Initiierungsprozess aus mehreren Initiierungsoperationen besteht, wobei bei jeder Initiierungsoperation einer Speicherzelle, auf die der Speicherzellen-Initiierungsprozess angewendet wird, ein Stromimpuls zugeführt wird und wobei sich der erste Speicherzellen-Initiierungsprozess und der zweite Speicherzellen-Initiierungsprozess in einem oder mehreren elektrischen Parametern unterscheiden.A method of initiating a memory having a plurality of memory cells, each memory cell comprising a material whose resistance is changeable, and wherein the memory stores data based on an adjustment of the resistance of the material in the memory cells, the method comprising: Initiating a first portion of the memory cells by means of a first memory cell initiation process; Initiating a second portion of the memory cells by means of a second memory cell initiation process; wherein a memory cell initiation process consists of several initiation operations, wherein a current pulse is supplied at each initiation operation of a memory cell to which the memory cell initiation process is applied, and wherein the first memory cell initiation process and the second memory cell initiation process differ in one or more electrical parameters. Verfahren gemäß Anspruch 12, ferner aufweisend das Identifizieren des ersten Teils der Speicherzellen und des zweiten Teils der Speicherzellen basierend auf einem Speicherbedarf einer Applikation, die zur Nutzung des Speichers vorgesehen ist.Procedure according to Claim 12 , further comprising identifying the first part of the memory cells and the second part of the memory cells based on a memory requirement of an application that is provided for using the memory. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei basierend auf dem Speicherbedarf der Applikation ein Code-Speicherbereich und ein Daten-Speicherbereich für die Applikation festgelegt werden und der erste Teil der Speicherzellen entsprechend dem Code-Speicherbereich ausgewählt wird und der zweite Teil von Speicherzellen entsprechend dem Daten-Speicherbereich ausgewählt wird.Procedure according to Claim 13 , with a code memory area and a data memory area being determined for the application based on the memory requirement of the application and the first part of the memory cells being selected in accordance with the code memory area and the second part of memory cells being selected in accordance with the data memory area. Speicheranordnung aufweisend einen Speicher, aufweisend eine Mehrzahl von Speicherzellen, wobei jede Speicherzelle ein Material aufweist, dessen Widerstand änderbar ist, und wobei der Speicher zum Speichern von Daten basierend auf einer Einstellung des Widerstands des Materials in den Speicherzellen eingerichtet ist; und eine Speichersteuereinrichtung, eingerichtet zum Durchführen von mindestens einer ersten Speicherzellen-Programmieroperation und einer zweiten Speicherzellen-Programmieroperation, wobei bei jeder Speicherzellen-Programmieroperation einer Speicherzelle, auf die die Speicherzellen-Programmieroperation angewendet wird, ein Stromimpuls zugeführt wird, wobei sich die erste Speicherzellen-Programmieroperation und die zweite Speicherzellen-Programmieroperation in einem oder mehreren elektrischen Parametern unterscheiden, und eingerichtet, einen ersten Teil der Speicherzellen mittels der ersten Speicherzellen-Programmieroperation und einen zweiten Teil der Speicherzellen mittels der zweiten Speicherzellen-Programmieroperation zu programmieren.Having memory arrangement a memory having a plurality of memory cells, each memory cell having a material whose resistance can be changed, and wherein the memory is configured to store data based on a setting of the resistance of the material in the memory cells; and a memory control device set up for Carrying out at least a first memory cell programming operation and a second memory cell programming operation, a current pulse being supplied in each memory cell programming operation of a memory cell to which the memory cell programming operation is applied, wherein the first memory cell programming operation and the second memory cell programming operation differ in one or more electrical parameters, and configured to program a first part of the memory cells by means of the first memory cell programming operation and a second part of the memory cells by means of the second memory cell programming operation. Speicheranordnung gemäß Anspruch 15, wobei die Speicherzellen RRAM-Zellen, MRAM-Zellen oder PCRAM-Zellen sind.Storage arrangement according to Claim 15 wherein the memory cells are RRAM cells, MRAM cells or PCRAM cells. Speicheranordnung gemäß Anspruch 15, wobei die Speichersteuereinrichtung einen Empfänger aufweist, der eingerichtet ist, eine Information über die Zuordnung von Speicherzellen des Speichers zu dem ersten Teil der Speicherzellen und dem zweiten Teil der Speicherzellen zu empfangen.Storage arrangement according to Claim 15 wherein the memory control device has a receiver which is set up to receive information about the assignment of memory cells of the memory to the first part of the memory cells and the second part of the memory cells. Speicheranordnung gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die zweite Speicherzellen-Programmieroperation eine intensivere Speicherzellen- Programmieroperation ist als die erste Speicherzellen-Programm ieroperation.Memory arrangement according to one of the Claims 15 to 17th wherein the second memory cell programming operation is a more intensive memory cell programming operation than the first memory cell programming operation. Elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung aufweisend eine Speicheranordnung gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung ferner einen Prozessor aufweist, der eingerichtet ist, eine Applikation auszuführen, wobei der erste Teil der Speicherzellen ein Code-Speicherbereich für die Applikation und der zweite Teil der Speicherzellen ein Daten-Speicherbereich für die Applikation sind.Electronic data processing device having a memory arrangement according to one of the Claims 15 to 18th , wherein the electronic data processing device furthermore has a processor which is set up, an application execute, the first part of the memory cells being a code memory area for the application and the second part of the memory cells being a data memory area for the application. Elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 19, wobei der Prozessor eingerichtet ist, die Speichersteuereinrichtung derart zu steuern, dass sie den ersten Teil der Speicherzellen mittels der ersten Speicherzellen- Programmieroperation und den zweiten Teil der Speicherzellen mittels der zweiten Speicherzellen- Programmieroperation programmiert.Electronic data processing device according to Claim 19 , wherein the processor is set up to control the memory control device in such a way that it programs the first part of the memory cells by means of the first memory cell programming operation and the second part of the memory cells by means of the second memory cell programming operation. Elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 20, wobei der Prozessor eingerichtet ist, eine Information über die Zuordnung von Speicherzellen des Speichers zu dem ersten Teil der Speicherzellen und dem zweiten Teil der Speicherzellen zu ermitteln und die Speichersteuereinrichtung basierend auf der Information zu steuern.Electronic data processing device according to Claim 20 wherein the processor is set up to determine information about the assignment of memory cells of the memory to the first part of the memory cells and the second part of the memory cells and to control the memory control device based on the information. Verfahren zum Programmieren eines Speichers, der eine Mehrzahl von Speicherzellen aufweist, wobei jede Speicherzelle ein Material aufweist, dessen Widerstand änderbar ist, und wobei der Speicher Daten basierend auf einer Einstellung des Widerstands des Materials in den Speicherzellen speichert, wobei das Verfahren aufweist: Programmieren eines ersten Teils der Speicherzellen mittels einer ersten Speicherzellen-Programmierungsoperation; Programmieren eines zweiten Teils der Speicherzellen mittels einer zweiten Speicherzellen-Programmierungsoperation; wobei bei jeder Speicherzellen-Programmierungsoperation einer Speicherzelle, auf die die Speicherzellen-Programmierungsoperation angewendet wird, ein Stromimpuls zugeführt wird und wobei sich die erste Speicherzellen-Programmierungsoperation und die zweite Speicherzellen-Programmierungsoperation in einem oder mehreren elektrischen Parametern unterscheiden.A method of programming a memory having a plurality of memory cells, each memory cell comprising a material whose resistance is changeable, and wherein the memory stores data based on a setting of the resistance of the material in the memory cells, the method comprising: Programming a first portion of the memory cells using a first memory cell programming operation; Programming a second portion of the memory cells using a second memory cell programming operation; wherein each memory cell programming operation of a memory cell to which the memory cell programming operation is applied is supplied with a current pulse, and wherein the first memory cell programming operation and the second memory cell programming operation differ in one or more electrical parameters. Verfahren gemäß Anspruch 22, ferner aufweisend das Identifizieren des ersten Teils der Speicherzellen und des zweiten Teils der Speicherzellen basierend auf einer Initiierung der Speicherzellen.Procedure according to Claim 22 , further comprising identifying the first portion of the memory cells and the second portion of the memory cells based on an initiation of the memory cells. Verfahren gemäß Anspruch 22 oder 23, ferner aufweisend das Identifizieren des ersten Teils der Speicherzellen und des zweiten Teils der Speicherzellen basierend auf einer gewünschten Datenhaltung der Speicherzellen.Procedure according to Claim 22 or 23 , further comprising identifying the first part of the memory cells and the second part of the memory cells based on a desired data storage of the memory cells.
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