[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于奧氏閾值開(kāi)關(guān)器件的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及其操作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111280349.1
• 申請(qǐng)日: 2021-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113990368B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 童浩;汪賓浩;繆向水
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G11C11/401
• 分類(lèi)號(hào): G11C11/401;G11C11/4063
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心 42201
• 代理人: 胡秋萍

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于OTS的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及其操作方法，該動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)包括多個(gè)呈陣列分布的存儲(chǔ)單元，各存儲(chǔ)單元包括OTS選通管和存儲(chǔ)電容；在每個(gè)存儲(chǔ)單元中，OTS選通管的第一端與存儲(chǔ)電容的第一端相連，OTS選通管的第二端與存儲(chǔ)電容的第二端為對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元的輸入端和輸出端；其中，OTS選通管具有高阻態(tài)與低阻態(tài)兩種狀態(tài)，當(dāng)OTS選通管兩端電壓超過(guò)閾值電壓V_th時(shí)，OTS選通管由高阻態(tài)切換到低阻態(tài)，當(dāng)處于低阻態(tài)的OTS選通管兩端電壓低于保持電壓V_hold時(shí)，OTS選通管由低阻態(tài)切換到高阻態(tài)。利用OTS選通管的特性，控制對(duì)電容充放電的速度，來(lái)達(dá)到存儲(chǔ)信息的目的。且由于閾值轉(zhuǎn)換器件是兩端口器件，外圍電路消耗較少，且易于三維堆疊，可以大幅提升存儲(chǔ)密度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于存儲(chǔ)器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于奧氏閾值開(kāi)關(guān)器件的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及其操作方法。

背景技術(shù)

目前計(jì)算機(jī)的主流結(jié)構(gòu)為馮諾依曼結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)中計(jì)算功能和存儲(chǔ)功能是分離的，計(jì)算功能主要由CPU完成，而存儲(chǔ)功能主要依靠存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。隨著技術(shù)的發(fā)展，用戶(hù)對(duì)于產(chǎn)品的尺寸要求越來(lái)越高，在保證性能的情況下希望存儲(chǔ)芯片越小越好，因此內(nèi)存的存儲(chǔ)密度也是我們十分關(guān)心的一個(gè)指標(biāo)。目前主流的內(nèi)存是DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)，DRAM采取1T1C結(jié)構(gòu)，即由1個(gè)晶體管和1個(gè)存儲(chǔ)單元串聯(lián)組成，由于晶體管作為三端口器件，其外圍控制電路需要造成較大的面積消耗，且三端口器件不宜實(shí)現(xiàn)三維堆疊，存在天然的存儲(chǔ)密度低的劣勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種基于OTS的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及其操作方法，其目的在于提高存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)密度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于OTS的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括多個(gè)呈陣列分布的存儲(chǔ)單元，各存儲(chǔ)單元包括OTS選通管和存儲(chǔ)電容；

在每個(gè)存儲(chǔ)單元中，所述OTS選通管的第一端與存儲(chǔ)電容的第一端相連，所述OTS選通管的第二端與所述存儲(chǔ)電容的第二端為對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元的輸入端和輸出端；

其中，所述OTS選通管具有高阻態(tài)與低阻態(tài)兩種狀態(tài)，當(dāng)OTS選通管兩端電壓超過(guò)閾值電壓V_th時(shí)，OTS選通管由高阻態(tài)切換到低阻態(tài)，當(dāng)處于低阻態(tài)的OTS選通管兩端電壓低于保持電壓V_hold時(shí)，OTS選通管由低阻態(tài)切換到高阻態(tài)。

優(yōu)選地，還包括，數(shù)據(jù)寫(xiě)入模塊，所述數(shù)據(jù)寫(xiě)入模塊包括操作電壓驅(qū)動(dòng)電路和選擇單元，所述選擇單元用于根據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)的類(lèi)型接通操作電壓驅(qū)動(dòng)電路與存儲(chǔ)單元，

當(dāng)預(yù)寫(xiě)入兩種不同的數(shù)值時(shí)，選擇單元根據(jù)預(yù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)的種類(lèi)控制操作電壓驅(qū)動(dòng)電路向存儲(chǔ)單元的兩端施加預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的正向操作電壓V_in或反向操作電壓V_in，施加正向操作電壓V_in和施加反向操作電壓V_in分別表示寫(xiě)入兩種不同的數(shù)值，其中，操作電壓V_in幅值大于V_th。

優(yōu)選地，操作電壓V_in包括操作電壓V_in1和操作電壓V_in2，其中，V_in1幅值范圍在V_th與V_th+V_hold之間，V_in2幅值大于V_th+V_hold：

當(dāng)預(yù)寫(xiě)入第一種數(shù)值時(shí)，操作電壓驅(qū)動(dòng)電路向存儲(chǔ)單元的兩端施加預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的正向操作電壓V_in1；

當(dāng)預(yù)寫(xiě)入第二種數(shù)值時(shí)，操作電壓驅(qū)動(dòng)電路向存儲(chǔ)單元的兩端施加預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的反向操作電壓V_in1；

當(dāng)預(yù)寫(xiě)入第三種數(shù)值時(shí)，操作電壓驅(qū)動(dòng)電路向存儲(chǔ)單元的兩端施加預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的正向操作電壓V_in2；