用于相变存储器的多步电流曲线的技术的制作方法

1.本文描述的示例总体上涉及作为置位算法的一部分实现的用于相变存储器的多步电流曲线的技术。


背景技术：

2.存储器资源在电子设备和其他计算环境中具有无数的应用。不断驱动创建更小且更节能的存储器设备以提供存储器资源已经导致了与基于使用电子电荷进行数据存储和访问的传统类型的存储器设备有关的缩放问题。相变材料(pcm)基于某些化合物的如下性质：基于施加到pcm中包括的(多个)材料的热量而呈现两种或更多种状态之一。在一些示例中，pcm包括硫族化合物材料，其可以表现出至少两种状态：结构化的结晶状态和乱序的非晶状态。这两种状态典型地取决于对硫族化合物材料施加热量的特性。pcm提供了用于存储器的潜在优势，因为pcm是非易失性的，并且由于数据的存储和访问基于材料的结构/状态而不是保持电子电荷而能够潜在地缩放到相对小的存储器单元。
附图说明
3.图1示出了示例第一系统。
4.图2示出了示例第二系统。
5.图3示出了示例第三系统。
6.图4示出了示例表示。
7.图5示出了示例第一电流曲线。
8.图6示出了示例第二电流曲线。
9.图7示出了装置的示例框图。
10.图8示出了逻辑流程的示例。
11.图9示出了存储介质的示例。
12.图10示出了示例计算平台。
具体实施方式
13.历史上，基于包括pcm的存储器单元结构的存储器中的访问性能要比已建立的具有布置为保持电子电荷的存储器单元结构的存储器技术的访问性能差。最近，读取延迟已改进为可与这些其他已建立的存储器技术相提并论，但写入延迟仍不具有可比性。pcm中的写入延迟最主要受置位算法的限制，该置位算法包括第一电流脉冲，用于使包括在存储器单元中的pcm从复位或非晶状态而结晶或置位。某些置位算法可以将固定斜变速率用于斜降方法(首先将材料加热到非晶状态，并且控制冷却以尝试改变为结晶状态)或者斜升方法(受控地升高温度以尝试促进结晶)。这些用于置位算法的方法尝试确保存储器单元经受最佳的置位温度以最小化置位延迟/持续时间，这进而典型地减少了写入延迟。
14.在一些示例中，用于置位算法的斜升方法和斜降方法两者在包括无约束的pcm的
存储器单元中表现得相当好，但是在包括完全非晶化的pcm的单元中无效。对于这些示例，无约束的pcm是指在复位状态下未完全非晶化的pcm，因此可以包括晶核或结晶区域。因此，斜升/斜降置位算法方法可以仅包括晶体生长阶段，以基于已经存在的晶核将(多个)非晶区域转换为结晶状态。然而，为了缩放具有降低的成本和功耗的基于pcm的存储器，需要较小的存储器单元尺寸。观察到单元变得完全非晶化的程度与存储器单元的pcm厚度和/或面积相关，将基于pcm的存储器缩放到较小的几何形状导致可能无法通过斜升/斜降置位算法有效地置位的存储器单元。因此，斜升/斜降置位算法可能要求受约束的存储器单元来生长晶体，并且缩放到较小的几何形状减少这些较小的存储器单元中包括的pcm内的晶核的数量或结晶面积的量，这增加了置位延迟/持续时间。当晶核不足或有足够的结晶区域来促进后续晶体生长时，包含在这些较小存储器单元中的pcm可能不会适当地转变为结晶状态。因此，斜升/斜降置位算法可能导致不可接受的长置位延迟/持续时间，从而不利地影响写入延迟，和/或导致未高效地置位的存储器单元。缺少有效的置位状态可能会导致在这些较小的存储器单元处维护或从其访问的数据具有较高的误码率(ber)。
15.根据用于置位算法的一些新方法，可以使用多阶段置位算法对包括pcm的存储器单元进行置位。对于这些较新的方法，存储器设备的逻辑(例如，在控制器处)可以使存储器单元中包括的pcm在第一时间段内被加热到第一温度。第一温度可以被布置为促进pcm的结晶状态的成核。该逻辑可以在第二时间段内使pcm温度增加到第二温度。第二温度可以被布置为促进pcm内的晶体生长。晶体的成核和生长导致pcm被设置为结晶状态。因此，该示例多阶段置位算法包括两步温度斜升，以导致单独的成核阶段和生长阶段。当为低温分配的时间相对长时，这些类型的两步多阶段置位算法可以很好地起作用。然而，这些新方法可能会限制延迟减少，因为越来越小的存储器单元包含不断降低量的pcm，这在成核阶段要求更长的时间来提供足够量的晶核，以在生长阶段之后导致有效的置位状态。
16.在一些示例中，如果成核阶段不足够长以提供小晶核的足够量的晶体形成，则用于生长阶段的较高的第二温度可能会导致pcm温度在生长阶段期间过高。因此，没有足够长的时间用于成核状态而随后在生长阶段期间温度较高的组合可能会导致不稳定的小晶核。不稳定的小晶核可能会导致包括pcm的存储器单元不会被高效地置位。当使用两步多阶段置位算法时，缺少有效的置位状态可能会导致在这些较小的存储器单元处维护或从其访问的数据具有较高的误码率(ber)。
17.根据一些示例，如下面更详细地描述的，一种改进的置位算法可以包括用于结晶置位过程的多步电流曲线，该过程具有两个不同的阶段：成核阶段，其用于生成晶核；以及晶体生长阶段，其用于促进从在成核阶段期间产生的那些核的晶体生长。典型地，成核的速率(其是随机过程，并且以慢得多的速率发生)相对于用于晶体生长的温度在较低温度处具有峰值，该峰值典型地比在较高温度下的峰值晶体生长的速率高一定数量级。如本文中所使用的，包括多步电流曲线的置位算法可以指代在更改温度水平之前在一段时间内(例如，通过电流和/或光的受控施加)施加不同的离散温度水平或温度斜变的算法或程序。因此，在一个示例中，每当温度水平升高到阈值水平以上时，可以认为是置位算法的不同步骤。温度或热量向存储器单元中包括的pcm的多步施加可以提供等温条件，以允许发生不同材料状态变化(成核和/或晶体生长)。
18.在一些示例中，用于具有包括pcm的存储器单元的存储器设备的逻辑可以通过根
据多步电流曲线使变化电流量施加到pcm以加热pcm来通过焦耳加热导致不同温度水平的施加。将理解的是，用于焦耳加热的电流的具体值可以根据用于pcm的材料的类型而变化，和/或基于存储器单元在存储器设备的存储器阵列内的相对位置而变化。如本文描述的，改进的置位算法包括在较低温度水平下的用于生成晶核的成核阶段，随后是在较高温度水平下的用于完成晶体生长的多个步骤。就通过施加电流进行焦耳加热而言，改进的置位算法可以通过较低幅度的电流脉冲执行，以通过晶核生成来启动结晶过程，随后是上升幅度电流脉冲以完成结晶过程并加速晶体生长。
19.对存储器设备的引用可以适用于不同的存储器类型。存储器设备通常指易失性存储器技术。易失性存储器是在设备断电时其状态(以及因此存储在其上的数据)不确定的存储器。非易失性存储器指即使设备断电其状态也确定的存储器。动态易失性存储器要求刷新存储在设备中的数据以保持状态。动态易失性存储器的一个示例包括动态随机存取存储器(dram)或某些变体，例如，同步dram(sdram)。如本文描述的存储器子系统可以与各种存储器技术兼容。各种存储器技术可以包括但不限于ddr3(双倍数据速率版本3，jesd79
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3，最初由jedec(联合电子设备工程委员会)于2007年6月27日发布)、ddr4(ddr版本4，jesd79
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4，最初由jedec于2012年9月发布)、lpddr3(低功耗ddr版本3，jesd209
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3b，最初由jedec于2013年8月发布)、lpddr4(低功耗ddr版本4，jesd209
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4，最初由jedec于2014年8月发布)、wio2(宽i/o 2(wideio2)，jesd229
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2，最初由jedec于2014年8月发布)、hbm(高带宽存储器dram，jesd235，最初由jedec于2013年10月发布)、lpddr5(最初由jedec于2019年2月发布)、hbm2((hbm版本2)，最初由jedec于2018年12月发布)、ddr5(ddr版本5，目前由jedec讨论)或其他存储器技术或存储器技术的组合以及基于此类规范的派生或扩展的技术。
20.除了易失性存储器之外或替代易失性存储器，在一些示例中，对存储器设备的引用可以指即使断电其状态也确定的非易失性存储器设备。非易失性存储器设备可以包括非易失性存储器。非易失性存储器的非限制性示例可以包括以下各项中的任一项或以下各项的组合：平面或3d nand闪速存储器或nor闪速存储器、3d交叉点存储器、使用硫族化合物相变材料(例如，硫族化合物玻璃)的存储器设备、字节可寻址的非易失性存储器设备、铁电存储器、氧化硅氮氧化硅(sonos)存储器、聚合物存储器(例如，铁电聚合物存储器)、铁电晶体管随机存取存储器(fe
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tram)电子存储器、纳米线存储器、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、电阻式ram、其他各种类型的非易失性随机存取存储器(ram)和/或磁存储存储器。
21.图1示出了示例系统100。在一些示例中，如图1所示，系统100包括其中设置有pcm 110的衬底120。在一些示例中，衬底120可以是其中半导体pcm作为存储器单元被处理的半导体衬底。对于这些示例，衬底120可以是塑料或其他材料，在其上设置硫族化合物玻璃或其他pcm作为存储介质。如图1中所示的pcm 110可以具有厚度114。厚度114可以允许按比例缩小存储器单元尺寸以用于更密集的比特阵列或存储器单元阵列。
22.根据一些示例，由于厚度114，pcm 110可以是处于复位逻辑状态的完全非晶化的材料。对“完全”非晶化的材料的引用不一定意味着在衬底120上沉积或以其他方式处理的pcm的每一个比特在复位逻辑状态下都是非晶的。相反，完全非晶化的材料可以指pcm中的所有有源区域都被非晶化，如图1的区域112所示。区域112可以完全包括或者可以不完全包括pcm110中的所有相变材料(如通过阴影/图案化区域没有一直到拐角处所示的)。相反，区
域112可以被完全非晶化，因为它不包括足够的核以在不首先对晶体生长进行引晶(seed)的情况下促进晶体生长。系统100和本文的其他附图不一定按比例绘制。对于不同的pcm，促进生长所需的晶核的量可能不同。通常，晶体生长比成核快得多地发生，并且以显著更高的温度发生。与pcm 110的非晶状态或复位逻辑状态相比，pcm 110的结晶状态或置位逻辑态可以是高度有序的并且具有相对低的电阻和相对高的反射率。因此，可以通过确定pcm的电阻或通过光的折射率来读取pcm 110的逻辑状态。因此，pcm 110可以是例如pram或pcm或光学旋转盘或其他存储器。
23.在一些示例中，热源130可以表示用于pcm 110的热量的源。pcm 110可以集成到集成电路(i/c)上。热源130可以包括与存储器单元相邻的端子或电阻元件或当电流被施加到端子或电阻元件时可以产生热量的、i/c的其他组件。在一些示例中，热源130可以是光学地产生热的光源(例如，激光器)。在一些方面，在某些电路应用中，与存储器单元相邻的电阻元件可以是光学电路，因为随着更多的电流通过电阻元件传导，它会产生更多的光和更多的热量。因此，在一些示例中，热源130可以与pcm 110相邻集成，并且也位于pcm 110本地。在其他示例中，热源130可以远离pcm110，并且包括激光器或其他电磁波源，用于在pcm 110上以变化的强度进行传输以导致对pcm 110的加热。
24.根据一些示例，置位控制逻辑140可以表示被布置为控制热源130的操作的电路。置位控制逻辑140可以与pcm 110集成在公共i/c上。例如，置位控制逻辑140可以与pcm 110集成在公共衬底120上。置位控制逻辑140可以控制热源130以使热量在不同阶段施加到pcm 110，以首先促进成核，然后促进从产生的晶核的生长晶体。在一些示例中，置位控制逻辑140可以将成核和/或生长阶段分成多个步骤，作为实现置位算法以将pcm 110置于置位逻辑状态的一部分。
25.图2示出了示例系统200。图2中示出的系统200可以表示利用基于电流的热源应用多阶段相变置位程序的系统的框图。系统200可以是图1的系统100的一个示例。在一些示例中，系统200可以表示具有相变随机存取存储器(pram)220以响应于处理器210的操作而存储和提供数据的存储器子系统的组件。对于这些示例，系统200可以从主机或处理器210接收存储器访问请求，该主机或处理器是基于存储在pram 220中的数据执行操作或生成要存储在pram 220中的数据的处理逻辑。处理器210可以是或可以包括主机处理器、中央处理器(cpu)、微控制器或微处理器、图形处理器、外围处理器、专用处理器或其他处理器，无论是作为单核心处理器还是多核心处理器。
26.根据一些示例，如图2中所示，系统200包括存储器控制器230，其表示与pram 220相接合并且管理对存储在存储器中的数据的访问的逻辑。在一些示例中，存储器控制器230可以被集成到处理器210中。在其他示例中，存储器控制器230可以是与处理器210分开的独立硬件。在其他示例中，存储器控制器230可以是包括处理器210的衬底上的单独电路。在其他示例中，存储器控制器230可以是与包括处理器210(例如，作为片上系统(soc)的一部分)的另一个管芯集成在公共衬底上的单独的管芯或芯片。在一些示例中，pram 220中的至少一些可以被包括在具有存储器控制器230和/或处理器210的soc上。
27.在一些示例中，存储器控制器230可以包括读取/写入逻辑234，其包括用于与pram 220相接合的硬件。读取/写入逻辑234可以使存储器控制器230能够产生读取和写入命令以提供针对通过由处理器210执行指令而产生的数据访问的请求。在一些示例中，如图2所示，
存储器控制器230包括调度器232，用于基于用于对pram 220的读取和写入访问的已知定时参数来调度访问命令向pram 220的发送。例如，已知定时参数可以是预先编程或以其他方式预先配置到系统200中的参数。这些参数可以存储在pram 220中，并且可以由存储器控制器230访问。至少一些参数可以由同步程序确定。定时参数还可以包括与pram 220的写入延迟相关联的定时。pram 220的写入延迟可以由pram 220改变在包括在存储器阵列中的pcm存储器单元中保持的比特的逻辑状态的能力来确定。例如，根据本文描述的任何实施例，将包括在这些存储器单元中的pcm从非晶复位逻辑状态(例如，比特＝0)改变为结晶置位逻辑状态(例如，比特＝1)。
28.根据一些示例，pram 220中包括的存储器资源或存储器阵列或高速缓存行可以由pcm存储器单元226表示。对于这些示例，pcm存储器单元226包括pcm，其中用于pcm存储器单元226的给定存储器单元的pcm在复位逻辑状态下被完全非晶化。pram 220包括接口逻辑224，用于控制对pcm存储器单元226的访问。接口逻辑224可以包括解码逻辑，用于对在pcm存储器单元226中维护的数据的特定行或列或比特进行寻址。在一些示例中，接口逻辑224可以控制提供给pcm存储器单元226的特定存储器单元的电流的量。因此，对向pcm存储器单元226写入的控制可以通过接口逻辑224中包括的或与接口逻辑224耦合的驱动器和/或其他访问电路发生。
29.在一些示例中，pram 220的控制器222可以是管芯上的控制器，用于控制pram 220的内部操作，以便使pram 220执行从存储器控制器230接收的命令。例如，控制器222可以控制针对pram 220的定时、寻址、i/o(输入/输出)边界化、调度或错误校正。
30.根据一些示例，控制器222可以被配置为根据本文描述的任何示例利用单独的成核和生长阶段将数据写入pcm存储器单元226。对于这些示例，控制器222可以控制接口224的操作，以提供电流或使电流流过pcm存储器单元226中的被选择为写入数据的存储器单元。例如，使选定存储器单元分阶段被加热以将数据写入选定存储器单元。
31.在一些示例中，如图2所示，系统200包括电源240。电源240可以是向pram 220提供电力的电压源或电压调节器。控制器222和/或接口逻辑224可以使用可从电源240获得的电力来使pcm存储器单元226中的选定存储器单元被加热以写入数据。根据本文描述的任何示例，加热选定存储器单元包括将选定存储器单元置于结晶状态(置位逻辑状态)。控制器222和接口逻辑224可以被认为是在由控制器222控制的第一时间段内将pcm存储器单元226加热到第一温度的控制电路。建立第一温度和第一时间段以促进pcm存储器单元226的结晶状态的成核。然后，控制器222可以使接口逻辑224传导更多的电流，并且因此针对具有相应时间段的多个步骤将pcm存储器单元226的温度从第一温度增加到随后较高的温度。随后较高的温度和具有相应时间段的多个步骤促进包括在pcm存储器单元226中的选定存储器单元中的pcm的晶体生长，以将pcm设置为结晶状态。控制器222和接口逻辑224除了可能使电流流过其他接口硬件之外，还可以使电流流过pcm存储器单元226中的选定存储器单元以加热包括在选定存储器单元中的pcm。
32.图3示出了示例系统300。在一些示例中，系统300可以表示利用基于光的热源将多步电流曲线应用于相变存储器置位过程的系统的框图。系统300可以是以上描述并在图1中示出的系统100的一个示例。在一些示例中，图3中所示的系统300包括具有pcm存储器单元322的存储器320，以响应于处理器310的操作而存储并提供所存储的数据。处理器310可以
是诸如以上针对系统200的处理器210所描述的处理器之类的任何处理器。处理器310可以基于存储在存储器320中的数据执行操作或生成要存储在存储器320中的数据。
33.根据一些示例，如图3所示，系统300还包括控制逻辑330以控制对存储器320的写入。在一些示例中，控制逻辑330是存储器控制器或是存储器控制器的一部分。在一些示例中，控制逻辑330可以与处理器310集成在一起，或者与处理器310在同一衬底上，或者作为具有处理器310的soc的一部分。在一些示例中，控制逻辑330可以经由激光器340控制对存储器320的访问，例如，当存储器320被光学地写入时。
34.根据一些示例，如图3所示，系统300包括激光器340。对于这些示例，激光器340能够光学地加热pcm存储器单元322中的选定存储器单元。来自电源350的电力可以用于控制由激光器340产生的光的强度(每单位面积的能量)。例如，基于控制激光器340的强度，控制逻辑330可以根据本文描述的任何示例利用单独的成核和生长阶段向pcm存储器单元332中的选定存储器单元进行写入。因此，根据本文描述的任何示例，控制逻辑330可以控制激光器340照射pcm存储器单元322中的选定存储器单元以将数据写入存储器320，这包括将包括在选定存储器单元中的pcm置于结晶状态。
35.在一些示例中，控制逻辑330和激光器340可以被认为是在由控制逻辑330控制的第一时间段内将pcm存储器单元322中的选定存储器单元加热到第一温度的控制电路。第一温度和第一时间段促进包括在pcm存储器单元322中的选定存储器单元中的pcm的结晶状态的成核。控制逻辑330然后可以使激光器340经由多步过程来增加光的强度，以针对具有相应时间段的多个步骤将选定存储器单元的温度从第一温度增加到随后较高的温度。第二温度和第二时间段可以促进pcm存储器单元322内的晶体生长，以将pcm设置为结晶状态。随后较高的温度和具有相应时间段的多个步骤促进包括在pcm存储器单元322中的选定存储器单元中的pcm的晶体生长，以将pcm设置为结晶状态。
36.图4示出了示例表示400。在一些示例中，如图4所示，表示400包括示图410和示图430。对于这些示例，示图410和示图430提供了用于将pcm的加热分为多个步骤以将包括在选定存储器单元中的pcm转变为结晶状态的基础。例如，示图410示出了针对温度412绘制的概率密度414。示图410包括两条曲线：曲线422示出了成核随着温度变化的概率密度，而曲线424示出了晶体生长随着温度变化的概率密度。
37.如前面提及的，作为置位算法的一部分加热包括在存储器单元中的pcm以使pcm转变为结晶状态的一些传统方法假定在pcm中已经存在晶核。因此，置位算法最初专注于晶体的生长，并且通过多个步骤使温度斜变试图施加渐增的温度范围以缩短达到可接受的晶体生长量(例如，最大晶体生长)所需的时间。如示图410所示，可以观察到，对于经过测试以生成示图410的特定pcm，可以在400℃范围内的某个位置实现最大成核效率，而对于该特定pcm，最大生长效率在靠近500℃范围的某个位置发生。还将观察到，在400
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500℃范围内存在重叠，这允许成核和生长同时发生，但将以低得多的效率发生，这延长了设置结晶状态所需的时间。将理解的是，不同的pcm可以具有不同的温度和温度范围。例如，可以预期经过测试的另一pcm在250℃范围内的某个位置实现成核，而最大生长在300℃以上的某个位置发生。因此，该示例仅是一个说明，并且不是限制性的。根据本文描述的多步置位过程或程序的任何示例，也可以使用具有其他温度范围的用于pcm的其他材料。
38.根据一些示例，如图4所示，示图430示出了与示图410相比的相似信息，但是以对
数标度。因此，在一个实施例中，示图430示出了log(p)434，其是概率密度414针对温度432的对数。曲线442示出了在400℃的范围附近最高效地发生成核，而曲线444示出了在500℃的范围附近最高效地发生生长。因此，将理解的是，作为多步置位过程的一部分，通过将成核阶段和生长阶段分离，执行设置为结晶状态将有益于改进效率。
39.图5示出了示例电流曲线500。在一些示例中，电流曲线500可以是结晶置位过程的晶体生长阶段的多步电流曲线的示例的图解表示，该结晶置位过程具有图5中示为成核510和生长520的两个不同阶段。对于这些示例，成核510可以表示生成晶核的成核阶段，并且生长520可以表示促进从在成核510期间生成的那些核的晶体生长的晶体生长阶段。电流曲线500可以是算法或程序的示例多步电流曲线的示图，其中在经历成核510和生长520阶段时，在一段时间内施加不同的离散温度水平，然后改变或逐步升高至更高温度水平。电流曲线500可以示出被建立或测试以在存储器架构或配置的特定pcm结构上完成结晶置位过程的电流曲线。将理解的是，不同的存储器架构和/或不同的pcm结构与所示的值相比可以具有确立的变化，但是如图5针对电流曲线500所示的多步电流曲线的基本思想预期同样适用。
40.根据一些示例，可以与历史置位算法相反来看待电流曲线500的多个步骤，该历史置位算法提供使晶体熔化然后将其淬灭以允许晶体生长的脉冲，或者在单个步骤中连续地斜升电流和温度以实现结晶，或者具有与生长阶段相比相对长的成核阶段(例如，8到10倍长)。电流曲线500可以被理解为具有四个不同的阶段，初始化530、成核510、生长520和终结540。
41.在一些示例中，电流曲线500以a处的电流的初始脉冲开始，其可以初始地熔化包括在选定存储器单元中的pcm。可以将a处的电流尖峰最小化至使pcm非晶化所需的最小电流量，这允许pcm更快地冷却回较低的温度，以开始成核阶段。例如，在a处的电流脉冲在大约0.1纳秒(ns)内被限制在150微安(μa)以下，其中电流可能会消散并导致pcm在b处冷却。对于此示例，预计从初始脉冲至成核开始的时间(即，初始化530的时间)将小于30ns。
42.根据一些示例，如图5所示，成核510始于c，其包括施加大约20
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30μa的电流。施加20
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30μa可能会在大约65ns内发生。对于这些示例，20
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30μa可以将包括在选定存储器单元中的pcm的温度升高到促进pcm中晶核的生成的最低温度。然后成核510在d处继续，这包括在大约35ns内将电流第一步增加到大约30
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40μa。在d处的第一步增加可能会升高pcm的温度，以捕获成核分布中的其余比特，并且开始促进晶体生长。然后，生长520在e处开始，这包括在大约35ns内将电流第二步增加到大约40
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50μa，以使pcm达到中间温度，从而增强低生长电流比特的晶体生长。然后生长520继续到f，这包括在大约35ns内将电流第三步增加到大约50
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70μa。在e处的第三步增加是pcm的最高温度，以实现进一步增强的晶体生长，并且使pcm处于置位逻辑状态。
43.在一些示例中，如图5所示，在g处的电流曲线500包括在终结阶段540期间电流斜降而达到i。对于这些示例，电流可以在约30ns或更短内斜降到大约20
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30μa并保持在大约20
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30μa。终结阶段540可以包括受控的斜降或逐步下降，其具有以置回(set
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back)电流的保持。可以理解，包括在选定存储器单元中的pcm的某些区域可能在生长520的过程中变得受到扰动并融化回非晶状态。终结阶段540可以提供短时段的较低温度控制，以允许pcm退火(anneal)并“修复”生长的晶体中的扰动，该扰动可能是由于pcm的结晶结构的部分中某种程度的过热而发生的。
44.图6示出了示例电流曲线600。在一些示例中，电流曲线600可以是类似于图5所示的电流曲线500的示图表示。例如，电流曲线600也可以是结晶置位过程的晶体生长阶段的多步电流曲线，该结晶置位过程具有图6中示为成核610和生长620的两个不同阶段。图6所示的电流曲线600与电流曲线500的不同之处在于，不是在一段时间内保持温度稳定以将pcm从成核阶段移动到生长阶段，而是可以将相对缓慢的电流斜变施加到选定存储器单元以允许从低温到高温的相对缓慢的横扫。而且，如以上针对电流曲线500提及的，电流曲线600可以示出被建立或测试以在存储器架构或配置的特定pcm结构上完成结晶置位过程的不同电流曲线。将理解的是，不同的存储器架构和/或不同的pcm结构与所示的值相比可以具有确立的变化，但是如图6针对电流曲线600所示的组合斜变和多步电流曲线的基本思想预期同样适用。
45.根据一些示例，可以与历史置位算法相反来看待电流曲线500的斜变和多电流步骤的组合，该历史置位算法提供使晶体熔化然后将其淬灭以允许晶体生长的脉冲，或者在单个步骤中连续地斜升电流和温度以实现结晶，或者具有与生长阶段相比实质上更长的成核阶段(例如，约8到10倍长)。电流曲线600可以被理解为具有四个不同的阶段，初始化630、成核610、生长620和终结640。
46.在一些示例中，电流曲线600以a处的电流的初始脉冲开始，其初始地熔化包括在选定存储器单元中的pcm。如图6所示，在a处的电流脉冲可以在大约0.1ns内被限制在150μa以下，其中电流可能会消散并导致pcm在b处冷却。对于此示例，预计从初始脉冲至成核开始的时间(即，初始化630的时间)将小于30ns。
47.根据一些示例，如图6所示，成核610始于c，其包括施加大约20
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30μa的电流。施加20
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30μa可能会在大约65ns内发生。对于这些示例，20
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30μa可以将包括在选定存储器单元中的pcm的温度升高到促进pcm中晶核的生成的最低温度。然后，成核610继续到d的第一部分，这包括线性斜变，以在大约35ns内从20
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30μa稳定地横扫到约40
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50μa，以完成成核610。针对d的第一部分的电流的线性斜变可以线性地升高pcm的温度以捕获成核分布中的其余比特，并且开始促进晶体生长。然后，生长620在d的第二部分开始，这包括在大约35ns内将电流进一步斜变至大约70μa的高电流，以使pcm稳定地升高至最高温度，这持续增强低生长电流比特的晶体生长。然后，生长620继续到e，这包括在大约35ns内保持大约70μa的高电流，以实现进一步增强的晶体生长，并且使pcm处于置位逻辑状态。
48.在一些示例中，如图6所示，在f处的电流曲线600包括在终结阶段640期间电流斜降而达到f。对于这些示例，电流可以在约30ns或更短内斜变到20
‑
30μa然后保持在20
‑
30μa。终结640可以包括受控的斜降或逐步下降，其具有以置回(set
‑
back)电流的保持。可以理解，包括在选定存储器单元中的pcm的某些区域可能在生长620的过程中变得受到扰动并融化回非晶状态。终结640可以提供短时段的较低温度控制，以允许pcm退火并“修复”生长的晶体中的扰动，该扰动可能是由于pcm的结晶结构的部分中某种程度的过热而发生的。
49.图7示出了装置700的示例框图。虽然图7中所示的装置700在某种拓扑中具有有限数量的元件，但是可以理解，装置700可以如给定实现方式期望的在替代拓扑中包括更多或更少的元件。
50.装置700可以由电路720支持，并且装置700可以是在存储器设备处或与存储器系统一起维护的控制器，该控制器通过接口703与存储器设备的存储器阵列耦合，该接口也可
以用于访问存储器单元(例如，通过读取或写入操作)。该存储器设备可以与主机计算平台耦合或包括在其中。电路720可以被布置为执行一个或多个软件或固件实现的逻辑、组件或模块722
‑
a(例如，其至少部分地由存储器设备的控制器实现)。值得注意的是，本文使用的“a”和“b”和“c”以及类似的代号旨在是表示任何正整数的变量。因此，例如，如果实现方式将a的值设置为等于3，则用于逻辑、组件或模块722
‑
a的软件或固件的完整集合可以包括逻辑722
‑
1、722
‑
2或722
‑
3。而且，“逻辑”的至少一部分可以是存储在计算机可读介质中的软件/固件，或者可以至少部分地以硬件实现，并且尽管该逻辑在图7中示出为分立的框，但是这不限制逻辑存储在不同的计算机可读介质组件(例如，单独的存储器等)中或通过不同的硬件组件(例如，单独的专用集成电路(asic)或现场可编程门阵列(fpga))实现。
51.根据一些示例，电路720可以包括处理器或处理器电路。处理器或处理器电路可以是各种市售处理器中的任何一种，包括但不限于是各种市售处理器中的任何一种，包括但不限于和处理器；应用、嵌入式和安全处理器；和和处理器；ibm和cell处理器；core(2)core i3、core i5、core i7、xeon和处理器；以及类似的处理器。根据一些示例，电路720还可以包括一个或多个asic或fpga，并且在一些示例中，至少一些逻辑722
‑
a可以被实现为这些asic或fpga的硬件元件。
52.根据一些示例，装置700可以包括选择逻辑722
‑
1。选择逻辑722
‑
1可以是由电路720执行以从存储器阵列的存储器单元中选择存储器单元以通过接口703实现置位写入操作的逻辑和/或特征。对于这些示例，存储器单元包括基于处于结晶状态或非结晶状态而改变电阻率的相变材料，该相变材料具有受约束的结构，以在非结晶状态下在所有有源区域中变得完全非晶化，并且缺乏足够的晶核来促进晶体生长。对于这些示例，选择逻辑722
‑
1可以响应于写入请求710中包括的写入请求来选择存储器单元。例如，写入请求710可能已经从主机cpu或处理器(例如，处理器210或处理器310)发送，并且可能导致选择存储器以进行置位写入操作。而且，选择730信息可以被路由通过接口703，并且可以包括用来选择用于写入操作的存储器单元的地址信息。
53.在一些示例中，装置700还可以包括置位逻辑722
‑
2。置位逻辑722
‑
2可以是这样的逻辑和/或特征：其由电路720执行，以使电流被施加到存储器单元的端子，以控制存储器单元中包括的相变材料从非结晶状态到结晶状态的改变，从非结晶状态到结晶状态的改变包括用于创建晶种的成核阶段，随后是用于促进晶体生长以设置结晶状态并且使存储器单元处于置位逻辑状态的晶体生长阶段。对于这些示例，成核阶段可以包括在第一时间段内施加第一电流，随后在第二时间段内施加至少一个第二电流，晶体生长阶段包括在相应的第三时间段和第四时间段内施加至少一个第三电流和第四电流。置位逻辑722
‑
2可以将电流信息740路由通过接口703以指示相应的电流和使电流被施加到存储器单元的端子的对应时间段。
54.本文包括表示用于执行所公开的架构的新颖方面的示例方法的一组逻辑流程。虽然出于简化说明的目的，本文所示的一种或多种方法被示出和描述为一系列动作，但本领域技术人员将理解和明白，这些方法不受动作顺序的限制。据此，一些动作可以以与本文示
出和描述的不同的顺序发生和/或与本文示出和描述的其他动作同时发生。例如，本领域技术人员将理解和明白，方法可以替代地表示为一系列相互关联的状态或事件，例如，在状态图中。此外，并非方法中示出的所有动作都可能是新颖实现方式所要求的。
55.逻辑流程可以以软件、固件和/或硬件来实现。在软件和固件实施例中，逻辑流程可以通过存储在至少一种非暂时性计算机可读介质或机器可读介质(例如，光学、磁性或半导体存储装置)上的计算机可执行指令来实现。实施例不限于此上下文。
56.图8示出了逻辑流程800的示例。逻辑流程800可以表示由本文描述的一个或多个逻辑、特征或设备(例如，装置700)执行的操作中的一些或全部操作。更具体地，逻辑流程800可以通过选择逻辑722
‑
1或置位逻辑722
‑
2中的一个或多个来实现。
57.根据一些示例，逻辑流程800在框802处可以选择存储器阵列中包括的存储器单元以实现置位写入操作，该存储器单元包括基于处于结晶状态或非结晶状态而改变电阻率的相变材料，该相变材料具有受约束的结构，以在非结晶状态下在所有有源区域中变得完全非晶化，并且缺乏足够的晶核来促进晶体生长。对于这些示例，选择逻辑722
‑
1可以选择存储器单元。
58.在一些示例中，逻辑流程800在框804处可以使电流被施加到存储器单元的端子，以控制存储器单元中包括的相变材料从非结晶状态到结晶状态的改变，从非结晶状态到结晶状态的改变包括用于创建晶种的成核阶段，随后是用于促进晶体生长以设置结晶状态并且使存储器单元处于置位逻辑状态的晶体生长阶段，成核阶段包括在第一时间段内施加第一电流，随后在第二时间段内施加至少一个第二电流，晶体生长阶段包括在相应的第三时间段和第四时间段内施加至少一个第三电流和第四电流。对于这些示例，置位逻辑722
‑
2可以使电流被施加到端子。
59.图9示出了存储介质900的示例。存储介质900可以包括制品。在一些示例中，存储介质900可以包括任何非暂时性计算机可读介质或机器可读介质，例如，光学、磁性或半导体存储装置。存储介质900可以存储各种类型的计算机可执行指令，例如，用于实现逻辑流程800的指令。计算机可读或机器可读存储介质的示例可以包括能够存储电子数据的任何有形介质，包括易失性存储器或非易失性存储器、可移除或不可移除存储器、可擦除或不可擦除存储器、可写或可重写存储器等。计算机可执行指令的示例可以包括任何合适类型的代码，例如，源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码、面向对象的代码、可视代码等。示例不限于该上下文。
60.图10示出了示例计算平台1000。在一些示例中，如图10所示，计算平台1000可以包括存储器系统1030、处理组件1040、其他平台组件1050或通信接口1060。根据一些示例，计算平台1000可以在计算设备中实现。
61.根据一些示例，存储器系统1030可以包括控制器1032和(多个)存储器设备1034。对于这些示例，驻留在控制器1032处或位于控制器1032处的逻辑和/或特征可以执行用于装置700的至少一些处理操作或逻辑，并且可以包括存储介质，该存储介质包括存储介质900。此外，(多个)存储器设备1034可以包括以上针对图1
‑
3所示的系统100、200或300描述的类似类型的非易失性存储器(未示出)。在一些示例中，控制器1032可以是具有(多个)存储器设备1034的同一管芯的一部分。在其他示例中，控制器1032和(多个)存储器设备1034可以位于同一管芯上并且位于具有处理器(例如，包括在处理组件1040中)的同一衬底或管
芯上。在其他示例中，控制器1032可以在单独的管芯中或在与(多个)存储器设备1034耦合的集成电路中。
62.根据一些示例，处理组件1040可以包括各种硬件元件、软件元件或两者的组合。硬件元件的示例可以包括设备、逻辑器件、组件、处理器、微处理器、电路、处理器电路、电路元件(例如，晶体管、电阻器、电容器、电感器等)、集成电路、asic、可编程逻辑器件(pld)、数字信号处理器(dsp)、fpga/可编程逻辑、存储器单元、逻辑门、寄存器、半导体器件、芯片、微芯片、芯片组等。软件元件的示例可以包括软件组件、程序、应用、计算机程序、应用程序、系统程序、软件开发程序、机器程序、操作系统软件、中间件、固件、软件模块、例程、子例程、函数、方法、过程、软件接口、api、指令集、计算代码、计算机代码、代码段、计算机代码段、字、值、符号或其任何组合。确定示例使用硬件元件和/或软件元件实现可以根据任何数量的因素(例如，期望的计算速率、功率水平、热容差、处理周期预算、输入数据速率、输出数据速率、存储器资源、数据总线速度和其他设计或性能约束，如给定示例所期望的)而变化。
63.在一些示例中，其他平台组件1050可以包括常见计算元件，例如，一个或多个处理器、多核心处理器、协处理器、存储器单元、芯片组、控制器、外围设备、接口、振荡器、定时设备、视频卡、音频卡、多媒体i/o组件(例如，数字显示器)、电源等。与其他平台组件1050或存储器系统1030相关联的存储器单元的示例可以包括但不限于一个或多个更高速存储器单元形式的各种类型的计算机可读和机器可读存储介质，例如，只读存储器(rom)、ram、dram、ddr dram、同步dram(sdram)、ddr sdram、sram、可编程rom(prom)、eprom、eeprom、闪速存储器、铁电存储器、sonos存储器、诸如铁电聚合物存储器之类的聚合物存储器、纳米线、fetram或feram、双向存储器、相变存储器、忆阻器、stt
‑
mram、磁卡或光卡以及适用于存储信息的任何其他类型的存储介质。
64.在一些示例中，通信接口1060可以包括支持通信接口的逻辑和/或特征。对于这些示例，通信接口1060可以包括根据各种通信协议或标准进行操作以通过直接或网络通信链路进行通信的一个或多个通信接口。通过使用一种或多种行业标准(包括子代和变体)中描述的通信协议或标准(例如，与smbus规范、pcie规范、nvme规范、sata规范、sas规范或usb规范相关联的通信协议或标准)，直接通信可以通过直接接口发生。通过使用诸如在由ieee发布的一个或多个以太网标准中描述的那些通信协议或标准之类的通信协议或标准，网络通信可以通过网络接口发生。例如，一个这样的以太网标准可以包括ieee 802.3
‑
2018，即，带有冲突检测的载波侦听多址(csma/cd)接入方法和物理层规范，其于2018年8月发布(“ieee802.3
‑
2018规范”)。
65.计算平台1000可以是计算设备的一部分，该计算设备可以是例如用户设备、计算机、个人计算机(pc)、台式计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、上网本计算机、平板电脑、智能手机、嵌入式电子产品、游戏机、服务器、服务器阵列或服务器场、web服务器、网络服务器、互联网服务器、工作站、小型计算机、大型计算机、超级计算机、网络装置、web装置、分布式计算系统、多处理器系统、基于处理器的系统或其组合。因此，如适当期望的，本文描述的计算平台1000的功能和/或特定配置可以在计算平台1000的各种实施例中被包括或省略。
66.可以使用分立电路、asic、逻辑门和/或单芯片架构的任意组合来实现计算平台1000的组件和特征。此外，计算平台1000的特征可以在适当适合的情况下使用微控制器、可编程逻辑阵列和/或微处理器或前述的任何组合来实现。要注意的是，硬件、固件和/或软件
元件在本文中可以被统一地或单独地称为“逻辑”、“电路”或“电路系统”。
67.尽管未描绘，但是任何系统都可以包括并使用电源，例如但不限于电池、至少接收交流电并提供直流电的ac
‑
dc转换器、可再生能源(例如，基于太阳能或运动的电力)等。
68.至少一个示例的一个或多个方面可以通过存储在表示处理器内的各种逻辑的至少一种机器可读介质上的代表性指令来实现，该代表性指令在由机器、计算设备或系统读取时使机器、计算设备或系统制造逻辑以执行本文描述的技术。这样的表示可以被存储在有形的机器可读介质上并且被提供给各种客户或制造设施以加载到实际制造逻辑或处理器的制造机器中。
69.可以使用硬件元件、软件元件或两者的组合来实现各种示例。在一些示例中，硬件元件可以包括设备、组件、处理器、微处理器、电路、电路元件(例如，晶体管、电阻器、电容器、电感器等)、集成电路、asic、pld、dsp、fpga、存储器单元、逻辑门、寄存器、半导体器件、芯片、微芯片、芯片组等。在一些示例中，软件元件可以包括软件组件、程序、应用、计算机程序、应用程序、系统程序、机器程序、操作系统软件、中间件、固件、软件模块、例程、子例程、函数、方法、过程、软件接口、api、指令集、计算代码、计算机代码、代码段、计算机代码段、字、值、符号或其任何组合。确定示例使用硬件元件和/或软件元件实现可以根据任何数量的因素(例如，期望的计算速率、功率水平、热容差、处理周期预算、输入数据速率、输出数据速率、存储器资源、数据总线速度和其他设计或性能约束，如给定实现方式所期望的)而变化。
70.一些示例可以包括制品或至少一种计算机可读介质。计算机可读介质可以包括用于存储逻辑的非暂时性存储介质。在一些示例中，非暂时性存储介质可以包括能够存储电子数据的一种或多种类型的计算机可读存储介质，包括易失性存储器或非易失性存储器、可移除或不可移除存储器、可擦除或不可擦除存储器、可写或可重写存储器等。在一些示例中，逻辑可以包括各种软件元件，例如，软件组件、程序、应用、计算机程序、应用程序、系统程序、机器程序、操作系统软件、中间件、固件、软件模块、例程、子例程、函数、方法、过程、软件接口、api、指令集、计算代码、计算机代码、代码段、计算机代码段、字、值、符号或其任何组合。
71.根据一些示例，计算机可读介质可以包括用于存储或维护指令的非暂时性存储介质，该指令在由机器、计算设备或系统执行时，使得机器、计算设备或系统执行根据所描述的示例的方法和/或操作。指令可以包括任何合适类型的代码，例如，源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码等。指令可以根据预定义的计算机语言、方式或语法来实现，用于指示机器、计算设备或系统执行某一功能。指令可以使用任何合适的高级编程语言、低级编程语言、面向对象的编程语言、可视编程语言、编译编程语言和/或解释编程语言来实现。
72.可以使用表述“在一个示例中”或“示例”及其衍生词来描述一些示例。这些术语表示结合该示例所描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个示例中。在说明书中各处出现的短语“在一个示例中”不一定都指代相同的示例。
73.可以使用表述“耦合”和“连接”及其衍生词来描述一些示例。这些术语不一定旨在是彼此的同义词。例如，使用术语“连接”和/或“耦合”的描述可以指示两个或更多个元件彼此直接物理接触或电接触。然而，术语“耦合”还可以表示两个或更多个元件彼此不直接接
触，但仍然彼此协作或交互。
74.应该强调的是，提供了本公开的摘要以符合37c.f.r.第1.72(b)节，要求允许读者快速确定技术公开的本质的摘要。提交时理解的是，摘要不会用于解释或限制权利要求书的范围或含义。另外，在前面的具体实施方式中，可以看出，出于简化本公开的目的，各种特征在单个示例中被组合在一起。本公开的方法不应被解释为反映所要求保护的示例要求比每项权利要求中所明确引述的更多特征的意图。而是，如所附权利要求书所反映的，发明主题在于少于单个公开示例的所有特征。因此，所附权利要求书在此并入具体实施方式中，其中每项权利要求自身作为单独的示例。在所附权利要求书中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”分别用作相应术语“包含(comprising)”和“其中(wherein)”的简明英语等同词。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用作标记，并不旨在对其对象施加数字要求。
75.尽管已经用特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了本主题，但是应该理解的是，所附权利要求书中定义的主题不一定限于上面所描述的具体特征或动作。而是，公开了上面所描述的具体特征和动作作为实现权利要求的示例形式。