無。

關(guān)于聯(lián)邦政府支持的研究或開發(fā)的聲明

無。

背景技術(shù)：

憶阻器或“記憶電阻器”，有時(shí)還稱為“電阻隨機(jī)存取存儲器”（RRAM或ReRAM），是非線性、無源、雙端電學(xué)器件，其具有或展現(xiàn)作為偏置歷史的函數(shù)的瞬態(tài)電阻水平。特別地，跨憶阻器的端子施加的偏置（例如電壓或電流）可以用于設(shè)置、選擇或編程憶阻器的電阻水平。一旦被編程，憶阻器可以在移除偏置之后的指定時(shí)間段內(nèi)維持電阻水平（例如直到被重新編程）。照此，憶阻器是可以充當(dāng)非易失性存儲器的雙端器件，其中所編程的電阻水平存儲信息。

在一些示例中，憶阻器可以在使用具有兩個(gè)不同極性（例如正電壓和負(fù)電壓）的編程信號的電阻水平或“狀態(tài)”的特定對之間切換。例如，憶阻器可以通過編程信號的第一極性而切換到第一電阻狀態(tài)（例如相對低電阻水平）。憶阻器可以例如通過編程信號的第二極性而切換到第二電阻狀態(tài)（例如相對高電阻水平）。這樣的切換可以例如用于實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制存儲器單元或元件。在其它示例中，憶阻器可以例如在多個(gè)不同電阻水平或狀態(tài)之間切換以實(shí)現(xiàn)多狀態(tài)或多水平存儲器單元。在一些示例中，根據(jù)各種應(yīng)用，多個(gè)憶阻器可以布置在陣列（例如交叉條狀陣列）中以充當(dāng)用于存儲計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的存儲器或可編程邏輯。

附圖說明

依照本文所描述的原理的示例的各種特征可以參照結(jié)合附圖理解的以下詳細(xì)描述而被更容易地理解，其中相同的參考標(biāo)號指代相同的結(jié)構(gòu)元件，并且其中：

圖1圖示了根據(jù)與本文所描述的原理一致的示例的憶阻器的截面視圖。

圖2圖示了根據(jù)本文所描述的原理的示例的布置為M×N交叉條狀陣列的基于憶阻器的存儲器電路的示意圖。

圖3圖示了根據(jù)本文所描述的原理的示例的多模態(tài)憶阻器存儲器的框圖。

圖4A圖示了根據(jù)與本文所描述的原理一致的示例的配置成操作在多級單元（MLC）模式中的憶阻器的電阻圖。

圖4B圖示了根據(jù)與本文所描述的原理一致的示例的配置成操作在單級單元（SLC）模式中的憶阻器的電阻圖。

圖5圖示了根據(jù)本文所描述的原理的示例的多模態(tài)憶阻器存儲器系統(tǒng)的框圖。

圖6圖示了根據(jù)與本文所描述的原理一致的示例的憶阻器存儲器的多模態(tài)操作的方法的流程圖。

某些示例具有作為附加于或替代于以上參照的附圖中所圖示的特征的一個(gè)的其它特征。以下參照以上參照的附圖詳述這些和其它特征。

具體實(shí)施方式

依照本文所描述的原理的示例提供可重配置的憶阻器存儲器。特別地，憶阻器存儲器可以原地重配置成提供憶阻器存儲器的多個(gè)操作模式中的所選一個(gè)或多個(gè)模式中的操作。照此，憶阻器存儲器是多模態(tài)憶阻器存儲器。另外，操作模式的原地選擇使得多模態(tài)憶阻器存儲器的單個(gè)實(shí)現(xiàn)能夠滿足多個(gè)不同應(yīng)用的要求。例如，可以制造具有兩個(gè)操作模式的憶阻器存儲器。在制造之后，可以（例如在現(xiàn)場）做出關(guān)于憶阻器存儲器的操作要求的決定。憶阻器存儲器然后可以通過選擇例如可用的多個(gè)操作模式中的適當(dāng)一個(gè)而配置或重配置成滿足操作要求。根據(jù)一些示例，操作模式選擇可以一次性作出（例如靜態(tài)選擇），此后多模態(tài)憶阻器存儲器操作在所選模式中。在其它示例中，操作模式選擇可以做出多于一次，從而允許多模態(tài)憶阻器存儲器適配于例如改變的操作要求。

圖1圖示了根據(jù)與本文所描述的原理一致的示例的憶阻器10的截面視圖。如所圖示的，憶阻器10是包括憶阻器切換材料的層12的雙端器件，所述憶阻器切換材料還被稱為憶阻器10的憶阻器基質(zhì)或切換基質(zhì)。在本文中按照定義，憶阻器切換材料是當(dāng)經(jīng)受激勵（例如電壓或電流）時(shí)展現(xiàn)切換現(xiàn)象或特性的材料。憶阻器基質(zhì)層12布置或“夾”在第一或“頂部”電極14與第二或“底部”電極16之間。第一和第二電極14,16促進(jìn)施加激勵或“編程信號”以影響憶阻器基質(zhì)層12中的改變。根據(jù)一些示例，第一電極14和第二電極16中的一個(gè)或二者還可以參與憶阻器基質(zhì)的切換現(xiàn)象（例如作為摻雜劑的施主或受主）。

在各種示例中，憶阻器10的憶阻器基質(zhì)層12可以包括可以形成到電極對之間的層中的各種氧化物、氮化物和甚至硫化物中的任一種。例如，氧化鈦（TiO₂）或氧化釩（VO₂）可以用作憶阻器中的氧化物層?？梢圆捎玫钠渌趸锇ǖ幌抻?，例如氧化鉿、氧化鎳、摻雜有鉻的氧化鎳、鈦酸鍶、鉻摻雜的鈦酸鍶、氧化鉭、鈮和氧化鎢。用作憶阻器的氮化物層的氮化物包括但不限于氮化鋁和氮化硅。此外，可以采用例如包括但不限于碲化銻、碲化銻鍺和銀摻雜的無定形硅的其它化合物。

在一些示例中，憶阻器基質(zhì)層12可以包括結(jié)晶氧化物（例如氧化物層）。在其它示例中，憶阻器基質(zhì)層12可以包括結(jié)晶氮化物（例如氮化物層）。在這些示例中的一些中，結(jié)晶氧化物或氮化物可以是單晶的。在其它示例中，憶阻器基質(zhì)層12包括無定形氧化物或氮化物。在再其它的示例中，憶阻器基質(zhì)層12包括納米晶體氧化物或微晶體氧化物或氮化物。納米晶體氧化物或氮化物是包括或包含多個(gè)納米尺度晶體的氧化物或氮化物，而微晶體氧化物或氮化物可以包括具有例如微米范圍中的大小的晶體。

在一些示例中，憶阻器基質(zhì)層12可以包括多個(gè)層。多個(gè)中的第一層可以是化學(xué)計(jì)量氧化物（例如TiO₂、VO₂、HfO₂等），而第二層可以是氧耗盡或氧缺陷氧化物層（例如TiO_2-x、VO_2-x、HfO_2-x等），其中“2-x”指代氧缺陷，并且其中x大于0且約小于2）。例如，氧缺陷VO_2-x可以具有大于約10^-5且小于約10^-2的x的值。在另一示例中，氧缺陷VO_2-x可以具有范圍直至約1.0的x的值。類似地，憶阻器基質(zhì)層12的多個(gè)層中的第一層可以是化學(xué)計(jì)量氮化物（例如AlN、Si₃N₄等），而第二層可以是氮耗盡或氮缺陷氮化物層（例如AlN_1-y、Si₃N_4-y等）。在一些示例中，這些氧缺陷或氮缺陷層可以分別被稱為“低氧化物”或“低氮化物”。

根據(jù)一些示例，由編程信號產(chǎn)生的憶阻器基質(zhì)層12中的改變可以根據(jù)憶阻器基質(zhì)層12內(nèi)的氧（或氮）遷移來理解。例如，在氧/氮中有缺陷的憶阻器基質(zhì)層12b的層（例如低氧化物/低氮化物層）與另一有效化學(xué)計(jì)量憶阻器基質(zhì)材料層12a（即沒有氧/氮缺陷的氧化物/氮化物）之間的邊界可以作為對編程信號的暴露的結(jié)果而移動。邊界的移動可以在例如編程信號的影響下由氧或氮遷移引起?？梢苿舆吔绲淖罱K位置可以例如建立憶阻器10的“經(jīng)編程”電阻?？商鎿Q地，根據(jù)一些示例，憶阻器基質(zhì)層12中的改變還可以根據(jù)電流細(xì)絲的形成來理解。在任一情況下，傳導(dǎo)通道可以由編程信號形成，該傳導(dǎo)通道導(dǎo)致如在第一和第二電極14,16之間測量的憶阻器基質(zhì)層12的電阻中的改變。

根據(jù)各種示例，第一和第二電極14,16包括導(dǎo)體。例如，第一電極14和第二電極16可以包括導(dǎo)電金屬。用于第一和第二電極14,16的導(dǎo)電金屬可以包括但不限于例如，金（Au）、銀（Ag）、銅（Cu）、鋁（Al）、鈀（Pd）、鉑（Pt）、鎢（W）、釩（V）、鉭（Ta）和鈦（Ti）以及其合金。根據(jù)各種示例，其它導(dǎo)電金屬和其它導(dǎo)電材料（例如重?fù)诫s的半導(dǎo)體、導(dǎo)電氧化物、導(dǎo)電氮化物等）也可以被用作第一電極14和第二電極16。而且，導(dǎo)電材料不需要在第一和第二電極14,16中是相同的。

此外，第一和第二電極14,16可以包括多于一個(gè)層。例如，可以在基于Pt的電極和基于TiO₂的憶阻器基質(zhì)層12之間采用Ti層。Ti層可以例如幫助提供TiO₂氧化物憶阻器基質(zhì)層12中的氧缺陷層（即TiO_2-x）。在再其它的示例中，使用在電極14,16中的材料可以充當(dāng)擴(kuò)散屏障。例如，氮化鈦（TiN）可以用作擴(kuò)散屏障（例如以防止電極14,16與憶阻器基質(zhì)12之間的材料擴(kuò)散）。

在一些示例中，第一電極14和第二電極16中的一個(gè)或二者的導(dǎo)電材料可以包括金屬形式或用作憶阻器基質(zhì)層12的金屬氧化物的成分。例如，當(dāng)憶阻器基質(zhì)層12包括TiO₂時(shí)，可以在電極14,16中的一個(gè)或二者中采用Ti金屬。類似地，當(dāng)憶阻器基質(zhì)層12包括Ta₂O₅時(shí)，電極14,16中的一個(gè)或二者可以包括Ta。在再其它的示例中，諸如鎢之類的耐熔材料可以使用在（多個(gè)）電極14,16中。

根據(jù)各種示例，憶阻器10提供以多個(gè)電阻水平或狀態(tài)的形式的數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)存儲。特別地，根據(jù)一些示例，數(shù)據(jù)位可以通過選擇和設(shè)置或編程多個(gè)中的至少兩個(gè)電阻水平（即設(shè)備或憶阻器狀態(tài)）中的特定一個(gè)而由憶阻器10以非易失性方式存儲。例如，選擇和設(shè)置第一憶阻器狀態(tài)可以用于存儲表示邏輯“1”的數(shù)據(jù)位，而選擇和設(shè)置第二憶阻器狀態(tài)可以用于存儲表示邏輯“0”的數(shù)據(jù)位。

根據(jù)各種示例，憶阻器10可以通過穿過憶阻器10傳遞電流來編程或設(shè)置。特別地，至少兩個(gè)憶阻器狀態(tài)中的特定憶阻器狀態(tài)可以通過在本文中稱為“編程”信號的外部信號的施加來編程或設(shè)置。編程信號可以包括施加到憶阻器10的電壓和電流中的一個(gè)或二者。例如，編程信號可以是感應(yīng)出通過憶阻器10的電流的被施加電壓。在本文中按照定義，“雙極”憶阻器是其中編程信號的極性（例如被施加電壓以及進(jìn)而從中感應(yīng)的電流的方向）規(guī)定至少兩個(gè)電阻水平或憶阻器狀態(tài)中的哪個(gè)由編程信號選擇的憶阻器。因而，“雙極切換”在本文中被限定為使用“雙極”編程信號（例如具有兩個(gè)不同極性的被施加電壓）的憶阻器的電阻水平之間的切換。例如，第一電阻水平可以通過具有第一極性的編程信號（例如正電壓）的施加來設(shè)置，而第二電阻水平可以通過具有第二極性的編程信號（例如負(fù)電壓）的施加來設(shè)置。在其它示例中，憶阻器可以是“單極”憶阻器，其中，在本文中按照定義，發(fā)生憶阻器狀態(tài)中的預(yù)確定改變而不管或基本上獨(dú)立于編程信號的極性。特別地，單極憶阻器基本上沒有偏置極性相關(guān)性并且可以通過例如加熱或溫度中的改變來驅(qū)動。

圖2圖示了根據(jù)本文所描述的原理的示例的布置為M×N交叉條狀陣列的基于憶阻器的存儲器電路的示意圖。特別地，圖2中圖示的基于憶阻器的存儲器電路包括與被稱為“位線”20的公共導(dǎo)體連接在一起的憶阻器10的M行。另一位線22連接憶阻器10的列。照此，1×N交叉條狀陣列將具有一行（即M=1）和N列，和類似地N個(gè)憶阻器10。平行位線20和平行位線22可以實(shí)現(xiàn)為例如平行導(dǎo)體跡線、導(dǎo)體“條”或“線電極”。線電極的材料可以形成例如憶阻器10的第一和第二電極14,16。另外，根據(jù)一些示例，在線電極之間的交叉點(diǎn)（即位線20與位線22之間的交叉點(diǎn)）處，各個(gè)憶阻器10可以形成在線電極之間。

M×N交叉條狀陣列的憶阻器10可以通過向位線20,22施加作為編程信號的電壓和電流中的一個(gè)或二者來編程。位線20,22的交叉點(diǎn)處的憶阻器10中的所選一個(gè)通過所施加的編程信號來編程。“寫入”電路或驅(qū)動器（未圖示）可以例如提供編程信號。類似地，位線交叉點(diǎn)處的憶阻器10中的所選一個(gè)的憶阻器狀態(tài)可以例如由連接到位線20,22的讀取電路或驅(qū)動器（未圖示）檢測或“讀取”。

另外，如本文所使用的，冠詞“一”意圖具有其在專利領(lǐng)域中的通常含義，即“一個(gè)或多個(gè)”。例如“一憶阻器”意指一個(gè)或多個(gè)憶阻器，并且照此在本文中“所述憶阻器”意指“（多個(gè)）憶阻器”。而且，在本文中對“頂部”、“底部”、“上部”、“下部”、“上方”、“下方”、“前方”、“后方”、“左邊”或“右邊”的任何引用不意圖是本文中的限制。在本文中，術(shù)語“大約”在應(yīng)用于值時(shí)一般意指在用于產(chǎn)生值的裝備的容限范圍內(nèi)，或在一些示例中，意指加上或減去10%，或加上或減去5%，或加上或減去1%，除非以其它方式明確指定。另外，在本文中如本文所使用的術(shù)語“基本上”意指例如大部分、或幾乎全部、或全部、或具有大約51%至大約100%的范圍的量。而且，本文中的示例意圖僅是說明性的并且出于討論的目的而非通過限制的方式而呈現(xiàn)。

圖3圖示了根據(jù)本文所描述的原理的示例的多模態(tài)憶阻器存儲器100的框圖。多模態(tài)憶阻器存儲器100提供可以操作在多個(gè)操作模式中的一個(gè)或多個(gè)中的基于憶阻器的存儲器。在各種示例中，可以選擇操作模式并且然后基于憶阻器的存儲器可以操作在所選操作模式中。操作模式可以從制造期間（例如在管芯封裝處，在運(yùn)輸之前等）、在啟動時(shí)間處、在設(shè)備配置時(shí)間處和在運(yùn)行時(shí)期間中的一個(gè)或多個(gè)選擇。

在一些示例中，操作模式選擇可以通過靜態(tài)選擇來提供，而在其它示例中，操作模式選擇是動態(tài)的。在靜態(tài)選擇中，特定操作模式被選擇一次（例如在制造之后、在安裝處、在設(shè)備配置處等），此后多模態(tài)憶阻器存儲器100基本上專用于所選操作模式中的功能，或根據(jù)所選操作模式的功能。動態(tài)操作模式選擇允許操作模式改變多次。例如，根據(jù)動態(tài)選擇，多模態(tài)憶阻器存儲器100的操作模式可以如所需要的改變以適應(yīng)操作環(huán)境中的改變或與多模態(tài)憶阻器存儲器100的使用相關(guān)聯(lián)的特定應(yīng)用驅(qū)動要求。

多模態(tài)憶阻器存儲器100包括具有多個(gè)操作模式的憶阻器110。多個(gè)操作模式可以包括但不限于，多級單元（MLC）模式和單級單元（SLC）模式。在本文中按照定義，MLC模式的特征一般在于，或具有，憶阻器110的多于兩個(gè)不同電阻水平或“憶阻器狀態(tài)”，而SLC模式限于兩個(gè)狀態(tài)，如以下進(jìn)一步描述的。另外，SLC模式可以包括多個(gè)不同SLC模式。例如，不同SLC模式可以包括但不限于，配置成提供或促進(jìn)（例如最大化）憶阻器110的長壽命的第一SLC模式和配置成提供或促進(jìn)高數(shù)據(jù)吞吐量和憶阻器110的狀態(tài)之間的快速切換中的一個(gè)或二者的第二SLC模式。

特別地，當(dāng)配置成操作在MLC模式中時(shí)，憶阻器110可以展現(xiàn)或編程為提供多個(gè)預(yù)定義電阻值或水平中的任一個(gè)。根據(jù)各種示例，每一個(gè)預(yù)定義電阻水平對應(yīng)于憶阻器110的“狀態(tài)”（即“憶阻器狀態(tài)”）。操作在MLC模式中的憶阻器110的狀態(tài)可以通過在操作期間對憶阻器110編程來原地改變。例如，操作在MLC模式中的憶阻器110可以編程為展現(xiàn)對應(yīng)于第一憶阻器狀態(tài)的多個(gè)預(yù)定義電阻水平中的第一電阻水平。然后，在稍后時(shí)間處，憶阻器110可以重編程為展現(xiàn)對應(yīng)于第二憶阻器狀態(tài)的多個(gè)中的第二電阻水平。在再稍后的時(shí)間處，憶阻器110可以再次重編程為表示第三憶阻器狀態(tài)的第三電阻水平或回到第一憶阻器狀態(tài)的第一電阻水平。

一般而言，操作在MLC模式中的憶阻器110可以通過適當(dāng)編程電壓、編程電流或等同地“編程信號”的施加來從一個(gè)電阻水平或憶阻器狀態(tài)切換到其預(yù)定義多個(gè)中的基本上任何其它電阻水平或憶阻器狀態(tài)。憶阻器110從第一憶阻器狀態(tài)到任意第二憶阻器狀態(tài)的切換還可以包括或依賴于關(guān)于第一憶阻器狀態(tài)的信息。在一些示例中，MLC模式的憶阻器狀態(tài)可以對應(yīng)于或用于表示和存儲憶阻器110中的數(shù)據(jù)。另外，根據(jù)一些示例，操作在MLC模式中的憶阻器110的憶阻器狀態(tài)（例如被編程憶阻器狀態(tài)）可以由憶阻器110維持而沒有電力到憶阻器110的施加。因而，操作在MLC模式中的憶阻器110可以提供數(shù)據(jù)的基本上非易失性存儲。

圖4A圖示了根據(jù)與本文所描述的原理一致的示例的配置成操作在多級單元（MLC）模式中的憶阻器110的電阻圖。根據(jù)示例，圖4A的左側(cè)圖示了編程之前的憶阻器狀態(tài)，而右側(cè)圖示了編程之后的憶阻器狀態(tài)。特別地，圖4A圖示了憶阻器110的多個(gè)可能的電阻水平R₁-R_n（例如，如跨憶阻器110的電極或端子測量的）?？赡艿碾娮杷?i>R₁-R_n可以對應(yīng)于例如操作在MLC模式中的（圖3的）憶阻器110的多個(gè)憶阻器狀態(tài)。在圖4A的電阻圖的左側(cè)，箭頭指向?qū)?yīng)于編程之前的第一憶阻器狀態(tài)的電阻水平R_a（即R_a=R_n-1）。在編程之后，憶阻器狀態(tài)改變成另一電阻水平R_b，如由圖4A的電阻圖的右側(cè)上的另一箭頭所圖示的（即R_b=R₃）。電阻水平R_b可以對應(yīng)于例如圖3中的憶阻器110的第二憶阻器狀態(tài)。在圖4A中，編程前電阻水平R_a和編程后電阻水平R_b使用粗實(shí)線來圖示以區(qū)分這些水平與利用虛線圖示的其它可能電阻水平R₁-R_n。

另一方面，憶阻器110，當(dāng)操作在SLC模式中時(shí)，展現(xiàn)或可以編程為提供兩個(gè)預(yù)定義電阻值或水平中的所選一個(gè)。照此，操作在SLC模式中的憶阻器110具有僅兩個(gè)憶阻器狀態(tài)（即兩個(gè)“被允許”電阻水平）。SLC模式的兩個(gè)憶阻器狀態(tài)可以用于表示和存儲二進(jìn)制數(shù)據(jù)。例如，兩個(gè)狀態(tài)中的第一憶阻器狀態(tài)可以表示二進(jìn)制“0”，而兩個(gè)憶阻器狀態(tài)中的第二個(gè)可以表示二進(jìn)制“1”。

根據(jù)一些示例，SLC模式還可以劃分成配置成提供或促進(jìn)憶阻器110的各種特性或特征的各種不同SLC模式。特別地，特定SLC模式可能傾向于大幅擴(kuò)展，或在一些示例中最大化憶阻器110的壽命，即壽命擴(kuò)展SLC模式。例如，憶阻器110的壽命可以通過采用淺憶阻器狀態(tài)并且使用SLC模式中的相對“柔和的”編程信號來擴(kuò)展，并且在一些實(shí)例中基本上最大化。在本文中按照定義，“柔和的”意指編程信號導(dǎo)致憶阻器狀態(tài)之間的相對緩慢的轉(zhuǎn)變（例如如與陡峭轉(zhuǎn)變相對）。另外，“淺”憶阻器狀態(tài)由基本上遠(yuǎn)離憶阻器110的最大和最小電阻水平或從其移除的電阻水平限定。根據(jù)一些示例，通過最小化憶阻器狀態(tài)的深度和通過使用柔和編程信號的憶阻器狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變，憶阻器110在狀態(tài)切換期間經(jīng)受的應(yīng)力量可以被最小化，從而導(dǎo)致更長的憶阻器壽命。

在其它示例中，另一特定SLC模式可能試圖大幅增加或最大化憶阻器110的切換速度。特別地，切換速度可以通過所謂的深憶阻器狀態(tài)和通過相對強(qiáng)、陡峭的編程信號的使用來改進(jìn)，并且在一些示例中被基本上最大化。在本文中，“深”憶阻器狀態(tài)被限定為處于或基本上靠近針對憶阻器110的最大或最小電阻水平或值的憶阻器110的電阻水平。例如，對應(yīng)于第一憶阻器狀態(tài)的深憶阻器狀態(tài)可以在憶阻器110的最大電阻的大約百分之十（10%）或大約百分之五（5%）或大約百分之一（1%）內(nèi)。對應(yīng)于SLC模式的第二憶阻器狀態(tài)的另一深憶阻器狀態(tài)可以在例如憶阻器110的最小電阻的大約10%或大約5%或大約1%內(nèi)。在本文中按照定義，根據(jù)一些示例，“相對強(qiáng)、陡峭的”編程信號可以是相對高水平的電壓脈沖。

圖4B圖示了根據(jù)與本文所描述的原理一致的示例的配置成操作在單級單元（SLC）模式中的憶阻器的電阻圖。根據(jù)示例，圖4B的左側(cè)圖示了編程之前的憶阻器狀態(tài)，而右側(cè)圖示了編程之后的憶阻器狀態(tài)。特別地，圖4B圖示了圖3中的憶阻器110的可能電阻水平R₁，R₂對（例如，如跨憶阻器110的電極或端子測量的）。兩個(gè)可能電阻水平R₁，R₂可以對應(yīng)于例如操作在SLC模式中的憶阻器110的兩個(gè)憶阻器狀態(tài)。在圖4B的電阻圖的左側(cè)，箭頭指向?qū)?yīng)于編程之前的第一憶阻器狀態(tài)的該對中的第一電阻水平R₁。在編程之后，憶阻器狀態(tài)改變成該對中的第二電阻水平R₂，如由圖4B的電阻圖的右側(cè)上的另一箭頭所圖示的。電阻水平R₂可以對應(yīng)于例如操作在SLC模式中的憶阻器的兩個(gè)狀態(tài)中的第二憶阻器狀態(tài)。在圖4B中，編程前電阻水平R₁和編程后電阻水平R₂使用粗實(shí)線來圖示以區(qū)分這些水平與使用虛線圖示的其它可能電阻水平R₁，R₂。

再次參照圖3，多模態(tài)憶阻器存儲器100還包括可重配置接口驅(qū)動器120?？芍嘏渲媒涌隍?qū)動器120配置成選擇憶阻器110的多個(gè)操作模式中的操作模式。特別地，可重配置接口驅(qū)動器120可以提供對應(yīng)于憶阻器110的操作模式中的所選一個(gè)的編程信號。另外，可重配置接口驅(qū)動器120可以配置成當(dāng)根據(jù)所選操作模式操作時(shí)檢測和解碼或“讀取”憶阻器110的憶阻器狀態(tài)。

在一些示例中，可重配置接口驅(qū)動器120可以配置成提供適配成在MLC模式的憶阻器狀態(tài)之間切換憶阻器110的編程信號。通過提供MLC模式適配的編程信號，可重配置接口驅(qū)動器120顯式地選擇MLC模式作為憶阻器110的操作模式。在一些示例中，可重配置接口驅(qū)動器120還可以配置成讀取（即檢測和解碼）其中已（例如通過編程信號）編程MLC模式操作的憶阻器110的憶阻器狀態(tài)。例如，可重配置接口驅(qū)動器120可以能夠區(qū)分與MLC模式相關(guān)聯(lián)的多個(gè)電阻水平中的特定或各個(gè)電阻水平（即預(yù)定義電阻水平）。

在一些示例中，可重配置接口驅(qū)動器120可以配置成提供適配成在SLC模式的憶阻器狀態(tài)之間切換憶阻器110的編程信號。例如，可重配置接口驅(qū)動器120可以配置成提供第一編程信號以將憶阻器110編程或“設(shè)置”在第一憶阻器狀態(tài)中和第二編程信號以將憶阻器110設(shè)置在第二憶阻器狀態(tài)中。在一些示例中，可重配置接口驅(qū)動器120還可以配置成讀?。礄z測和解碼）SLC模式操作的憶阻器110的兩個(gè)憶阻器狀態(tài)。例如，可重配置接口驅(qū)動器120可以能夠區(qū)分與SLC模式相關(guān)聯(lián)的第一和第二電阻水平。

在一些示例中，可重配置接口驅(qū)動器120可以配置成提供適配成通過選擇淺憶阻器狀態(tài)SLC模式來增加或擴(kuò)展憶阻器110的壽命的編程信號。例如，由可重配置接口驅(qū)動器120提供的編程信號可以是以上描述的所謂的柔和編程信號。在該示例中，可重配置接口驅(qū)動器120可以包括配置成提供具有逐漸或斜坡上升和下降輪廓的相對低水平電壓脈沖（例如柔和編程信號）的脈沖發(fā)生器。在其它示例中，可重配置接口驅(qū)動器120可以配置成提供強(qiáng)編程信號以選擇深憶阻器狀態(tài)SLC模式并且還促進(jìn)或甚至最大化憶阻器110的切換速度。最大化切換速度可以增強(qiáng)例如多模式憶阻器存儲器100的數(shù)據(jù)吞吐量。在一些示例中，可重配置接口驅(qū)動器120可以包括配置成提供短、相對高水平電壓脈沖作為編程信號的脈沖發(fā)生器。

在一些示例中，可重配置接口驅(qū)動器120包括單個(gè)、可重配置讀取電路和單個(gè)、可重配置寫入電路以在憶阻器110的操作模式之中進(jìn)行選擇。在其它示例中，可重配置接口驅(qū)動器120包括多個(gè)讀取電路和另一多個(gè)寫入電路。相應(yīng)多個(gè)讀取電路和寫入電路中的不同的電路可以配置成選擇例如憶阻器操作模式中的各種模式。特別地，在一些示例中，多個(gè)讀取電路中的每一個(gè)讀取電路可以對應(yīng)于憶阻器操作模式中的不同一個(gè)。類似地，多個(gè)寫入電路中的每一個(gè)寫入電路可以對應(yīng)于憶阻器操作模式中的不同一個(gè)。照此，根據(jù)各種示例，第一對讀取和寫入電路可以選擇第一操作模式（例如MLC模式或SLC模式之一），而第二對讀取和寫入電路可以選擇第二操作模式。

在其中可重配置接口驅(qū)動器120包括多個(gè)讀取和寫入電路的一些示例中，可重配置接口驅(qū)動器120還包括模式選擇器以選擇憶阻器110的操作模式。特別地，模式選擇器配置成選擇對應(yīng)于不同憶阻器操作模式的多個(gè)寫入電路中的寫入電路和多個(gè)讀取電路中的讀取電路中的一個(gè)或二者。模式選擇器可以包括例如開關(guān)。在一些示例中，模式選擇器可以包括復(fù)用器（例如替代或附加于開關(guān)）。另外，模式選擇器可以包括基本上非易失性存儲器以例如在缺少施加到多模態(tài)憶阻器存儲器100的電力的情況下保持操作模式（例如讀取/寫入電路對）的選擇。在一些示例中，非易失性存儲器可以包括憶阻器。在再其它的示例中，模式選擇器可以包括一個(gè)或多個(gè)可熔鏈路（例如熔絲或反熔絲）和浮柵FET（例如閃速存儲器）。

圖5圖示了根據(jù)本文所描述的原理的示例的多模態(tài)憶阻器存儲器系統(tǒng)200的框圖。如所圖示的，多模態(tài)憶阻器存儲器系統(tǒng)200包括憶阻器陣列210。根據(jù)各種示例，憶阻器陣列包括多個(gè)憶阻器。例如，憶阻器可以布置在二維（2-D）陣列（例如矩形交叉條狀陣列）中。根據(jù)各種示例，多個(gè)中的憶阻器具有或展現(xiàn)第一操作模式和第二操作模式。在一些示例中，憶阻器可以基本上類似于以上關(guān)于多模態(tài)憶阻器存儲器100描述的憶阻器110。

特別地，在一些示例中，憶阻器陣列210的憶阻器的第一操作模式可以是多級單元（MLC）模式并且第二操作模式可以是單級單元（SLC）模式。在另一示例中，第一操作模式可以是SLC模式并且第二操作模式可以是另一不同SLC模式。在再其它的示例中，憶阻器可以具有或展現(xiàn)多于兩個(gè)操作模式，包括但不限于MLC模式和各種SLC模式。在一些示例中，憶阻器陣列210的所有憶阻器可以具有或展現(xiàn)前述第一和第二操作模式。

如圖5中圖示的，多模態(tài)憶阻器存儲器系統(tǒng)200還包括可選讀取/寫入電路220?？蛇x讀取/寫入電路220配置成在第一操作模式和第二操作模式中的一個(gè)中選擇性地操作憶阻器陣列210。特別地，可選讀取/寫入電路220可以例如提供憶阻器陣列210在第一操作模式中的操作。然后，在另一時(shí)間處，可選讀取/寫入電路220可以選擇性地提供憶阻器陣列210在第二操作模式中的操作。

根據(jù)一些示例，可選讀取/寫入電路220可以基本上類似于以上關(guān)于多模態(tài)憶阻器存儲器100描述的可重配置接口驅(qū)動器120。特別地，在一些示例中，可選讀取/寫入電路220可以包括對應(yīng)于憶阻器陣列210的憶阻器的第一操作模式的第一讀取/寫入電路?？蛇x讀取/寫入電路220還可以包括對應(yīng)于憶阻器陣列210的憶阻器的第二操作模式的第二讀取/寫入電路。在一些示例中，第一讀取/寫入電路可以配置成在MLC模式中操作憶阻器陣列210的憶阻器，并且第二讀取/寫入電路可以配置成在SLC模式中操作憶阻器陣列210的憶阻器。

在其它示例中，可選讀取/寫入電路220的第一和第二讀取/寫入電路可以配置成分別在各種不同SLC模式中操作憶阻器陣列210的憶阻器。例如，可選讀取/寫入電路220可以包括第一SLC模式讀取/寫入電路和第二SLC模式讀取/寫入電路。第一SLC模式讀取/寫入電路可以配置成提供高數(shù)據(jù)吞吐量SLC模式。例如，第一SLC模式讀取/寫入電路可以提供相對高水平、短或陡峭電壓或電流脈沖以產(chǎn)生憶阻器陣列210的憶阻器中的深憶阻器狀態(tài)。根據(jù)各種示例，深憶阻器狀態(tài)進(jìn)而是或提供高數(shù)據(jù)吞吐量SLC模式。第二SLC模式讀取/寫入電路可以配置成對應(yīng)于憶阻器陣列憶阻器的長壽命SLC模式。例如，第二SLC模式讀取/寫入電路可以提供柔和編程信號以產(chǎn)生憶阻器陣列210的憶阻器中的淺憶阻器狀態(tài)，因而促進(jìn)憶阻器的長壽命。

如圖5中所圖示的，多模態(tài)憶阻器存儲器系統(tǒng)200還包括模式選擇器230。模式選擇器230配置成控制可選讀取/寫入電路220。特別地，模式選擇器230控制可選讀取/寫入電路220以在第一操作模式與第二操作模式之間進(jìn)行選擇。在一些示例中，模式選擇器230可以基本上類似于以上關(guān)于多模態(tài)憶阻器存儲器100描述的可重配置接口驅(qū)動器120的模式選擇器。特別地，當(dāng)可選讀取/寫入電路220包括對應(yīng)于第一操作模式的第一讀取/寫入電路和對應(yīng)于第二操作模式的第二讀取/寫入電路時(shí)，模式選擇器230可以包括開關(guān)。模式選擇器開關(guān)可以在可選讀取/寫入電路220的第一和第二讀取/寫入電路之間進(jìn)行選擇以提供憶阻器陣列210的憶阻器在MLC模式或SLC模式中的操作。類似地，模式選擇器開關(guān)可以在配置成提供不同SLC模式中或根據(jù)不同SLC模式的操作的第一和第二讀取/寫入電路之間進(jìn)行選擇。根據(jù)一些示例，模式選擇器230還可以包括非易失性存儲器以在沒有施加到多模態(tài)憶阻器存儲器系統(tǒng)200的電力的情況下保持第一和第二操作模式中的對應(yīng)一個(gè)和可選讀取/寫入電路的選擇。根據(jù)一些示例，非易失性存儲器可以包括憶阻器。

圖6圖示了根據(jù)與本文所描述的原理一致的示例的憶阻器存儲器的多模態(tài)操作的方法300的流程圖。如圖6中所圖示的，多模態(tài)操作的方法300包括選擇310憶阻器存儲器的操作模式。所選操作模式是憶阻器存儲器的憶阻器的多個(gè)操作模式中的一個(gè)。根據(jù)各種示例，所選操作模式可以包括但不限于，多級單元（MLC）模式和單級單元（SLC）模式。SLC模式可以包括配置成提供憶阻器存儲器的高數(shù)據(jù)吞吐量的SLC模式（例如高數(shù)據(jù)吞吐量SLC模式）和配置成促進(jìn)憶阻器存儲器的長壽命操作的SLC模式（例如長壽命SLC模式）中的一個(gè)或多個(gè)。根據(jù)一些示例，憶阻器存儲器可以包括基本上類似于以上關(guān)于多模態(tài)憶阻器存儲器100描述的憶阻器110的憶阻器。

多模式操作的方法300還包括激活320對應(yīng)于憶阻器存儲器的所選操作模式的接口驅(qū)動器的部分。根據(jù)各種示例，激活320接口驅(qū)動器的部分將接口驅(qū)動器配置成在所選操作模式中操作憶阻器存儲器。例如，激活320接口驅(qū)動器的部分可以選擇配置成在所選操作模式中操作憶阻器存儲器的讀取電路和寫入電路中的一個(gè)或二者。

特別地，根據(jù)一些示例，激活320接口驅(qū)動器部分可以控制接口驅(qū)動器的開關(guān)。接口驅(qū)動器可以基本上類似于以上關(guān)于多模態(tài)憶阻器存儲器100描述的可重配置接口驅(qū)動器120。操作模式的選擇310可以例如由基本上類似于以上關(guān)于多模態(tài)憶阻器存儲器系統(tǒng)200描述的模式選擇器230的模式選擇器來提供。在一些示例中，激活320接口驅(qū)動器的部分還可以接通或向被激活320的接口驅(qū)動器的部分施加電力。根據(jù)一些示例，未被激活的接口驅(qū)動器的其它部分可以被關(guān)斷或保持未供電。

因此，已經(jīng)描述了多模態(tài)憶阻器存儲器、多模態(tài)憶阻器存儲器系統(tǒng)和憶阻器存儲器的多模態(tài)操作的方法的示例，所述示例在憶阻器存儲器的多個(gè)操作模式之間進(jìn)行選擇。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上描述的示例僅僅說明表示本文所描述的原理的許多特定示例中的一些。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地設(shè)想到眾多其它布置而不脫離于如隨附權(quán)利要求所限定的范圍。