[發明專利]一種電場調制型隨機存儲單元陣列及存儲器

有效

• 申請號: 201110304812.1
• 申請日: 2011-09-26
• 公開（公告）號: CN102593141A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 韓秀峰;于國強;陳怡然
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01L27/24
• 分類號: H01L27/24;G11C11/4096
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;鮑俊萍

技術領域

本發明涉及一種電場調制型隨機存取存儲器技術領域，具體的說，本發明涉及一種電場調制型隨機存儲單元陣列及電場調制型隨機存儲器。?

背景技術

動態隨機存儲器(DRAM)是當前計算機的重要組成部分，通常也被人們稱為內存。DRAM單元結構十分簡單，由一個晶體管和一個電容組成。但由于電容存在漏電現象，因此存儲單元需要進行周期性的刷新。如果存儲單元未進行刷新，單元中的信息就會丟失，這就是通常所說的存儲數據具有易失性。為了解決DRAM數據易失性的問題，人們提出了許多新型的非易失性隨機存儲器，如：磁隨機存儲器(MRAM)、鐵電隨機存儲器(FRAM)、相變隨機存儲器(PRAM)和阻變隨機存儲器(RRAM)等。然而，由于本身存在的一些問題，上述隨機存儲器目前還無法實現大規模的產業化。?

通過電場調控，該存儲單元可以在不同電阻態實現可逆轉變。該存儲單元具有結構簡單、單元尺寸小、功耗低以及信噪比高等優點。而實用化的存儲器均為大規模的存儲器陣列，并且還需要與大規模存儲器陣列相匹配的讀寫電路。因此，本發明提出一種能夠支持電場調制型存儲單元的陣列設計方案以及與其相匹配的讀寫電路。?

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種新型電場調制型存儲單元的陣列和隨機存儲器，所述存儲器包括新型電場調制型存儲單元的陣列和相應的讀寫電路。?

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：?

根據本發明的一個方面，提供一種新型的電場調制型存儲單元的陣列。?

所述存儲陣列的存儲單元采用無晶體管結構。所述存儲單元依靠依次沉積于襯底上的底層、功能層、緩沖層、絕緣層和導電層來實現數據的存?儲。通過施加電壓于底層和緩沖間，可以改變導電層的電阻率，進而實現數據的讀和寫。每個單元和4條金屬導線相連。其中兩條金屬導線用于數據的讀取，另兩條金屬導線用于數據的寫入。兩條數據讀取金屬導線相互垂直，用于選擇交叉處的存儲單元進行數據讀取；兩條數據寫入金屬導線也相互垂直，用于選擇交叉交的存儲單元進行數據寫入。存儲陣列由存儲單元組成，并由十字交叉的讀取和寫入金屬導線構成網狀結構。?

根據本發明的另一個方面，提供一種新型的電場調制型存儲單元的陣列。?

所述存儲陣列的存儲單元采用無晶體管結構。所述存儲單元依靠依次沉積于襯底上的底層、功能層和導電層來實現數據的存儲。通過施加電壓于底層和導電間，可以改變導電層的電阻率，進而實現數據的讀和寫。每個單元和4條金屬導線相連。其中兩條金屬導線用于數據的讀取，另兩條金屬導線用于數據的寫入。兩條數據讀取金屬導線相互垂直，用于選擇交叉處的存儲單元進行數據讀取；兩條數據寫入金屬導線也相互垂直，用于選擇交叉交的存儲單元進行數據寫入。存儲陣列由存儲單元組成，并由十字交叉的讀取和寫入金屬導線構成網狀結構。?

另外，類似于上述所用讀寫結構，本發明提出的存儲單元多層膜還可以采用：底層、基片襯底、功能層、緩沖層、絕緣層和導電層結構。?

另外，類似于上述所用讀寫結構，本發明提出的存儲單元多層膜還可以采用：底層、基片襯底、功能層和導電層結構。?

另外，類似于上述所用讀寫結構，本發明提出的存儲單元多層膜還可以采用：底層、功能襯底層、緩沖層、絕緣層和導電層結構。?

另外，類似于上述所用讀寫結構，本發明提出的存儲單元多層膜還可以采用：底層、功能襯底層和導電層結構。?

根據本發明的另一個方面，提供一種新型的電場調制型存儲單元的陣列。其中存儲單元中的電場不采用垂直方向施加方式，而采用面內施加方式。其結構為底層、功能襯底層、絕緣層和導電層結構。是電場施加電極在功能層面內兩端，進而實施面內電場的施加。?

另外，類似于上述所用讀寫結構，本發明提出的存儲單元多層膜還可以采用：底層、功能襯底層和導電層結構。?

根據本發明的又一個方面，提供又一種新型的電場調制型存儲單元的陣列。?

所述存儲陣列的存儲單元采用具有晶體管結構。所述存儲單元依靠依次沉積于晶體管上方的底層、功能層、緩沖層、絕緣層和導電層來實現數據的存儲。通過晶體管柵極的金屬連接導線和讀取數據金屬線或寫入數據金屬線配合對存儲單元進行選擇。晶體管柵極的金屬連接和讀取數據金屬線以及寫入數據金屬線相互垂直，用于選擇交叉處的存儲單元進行數據讀取或寫入。存儲陣列由存儲單元組成，并由十字交叉的讀取和寫入金屬導線構成網狀結構。?