[发明专利]一种多位铁电存储器及其电压施加方法

权利要求书

1.一种多位铁电存储器，含有硅衬底，其特征在于，所述硅衬底上有第一金属电极薄膜材料、台阶状铁电薄膜材料和第二金属电极薄膜材料，通过构建凹凸有致具有多种不同厚度的台阶状铁电薄膜材料，来实现在单个铁电存储单元中存储多位数据的多位存储功能，其包括：

(1)在硅衬底上淀积第一金属电极薄膜材料；

(2)在第一金属电极上制备一层凹凸有致具有不同厚度的台阶状铁电薄膜材料；

(3)在铁电薄膜上淀积第二金属电极薄膜材料。

2.根据权利要求1所述的多位铁电存储器，其特征在于：所述在第一金属电极上制备凹凸有致具有不同厚度的台阶状铁电薄膜的方法选自纳米压印，机械压印或先进的光刻及蚀刻技术。

3.根据权利要求1或2所述的多位铁电存储器，其特征在于：所述凹凸有致的台阶状铁电薄膜具有n≥2种不同厚度。

4.根据权利要求1或2所述的多位铁电存储器，其特征在于：所述铁电薄膜材料选自锆钛酸铅、钛酸锶铋、钛酸铋镧、钛酸钡锶或聚偏二氟乙烯基铁电材料。

5.根据权利要求1或2所述的多位铁电存储器，其特征在于，所述第一金属电极是铂，钌，铱，铬金合金或氧化铱。

6.根据权利要求1或2所述的多位铁电存储器，其特征在于，所述第二金属电极是铂，钌，铱，铬金合金或氧化铱。

7.一种实现铁电存储器多位存储的电压施加方法，其特征在于，n种不同厚度的铁电薄膜依次对应n种不同大小的外电压，其中n≥2，

其包括下述步骤：

(1)在第一电极和第二电极之间施加一个较高正向电压V2，使得两个不同台阶厚度处的铁电薄膜都反向极化，此状态对应第一存储状态；

(2)在第一电极和第二电极之间施加一个较低反向电压-V1，使得台阶厚度较小处的铁电薄膜反转成正向极化，台阶厚度较大处的铁电薄膜反向极化保持，此状态对应第二存储状态；

(3)在第一电极和第二电极之间施加一个较高负向电压-V2，使得两个不同台阶厚度处的铁电薄膜都正向极化，此状态对应第三存储状态；

(4)在第一电极和第二电极之间施加一个较低的正向电压V1，，使得台阶厚度较小处的铁电薄膜反转成反向极化，台阶厚度较大处的铁电薄膜正向极化保持，此状态对应第四存储状态。

8.根据权利要求6所述的电压施加方法，其特征在于，所述n种不同厚度的铁电薄膜实现2ⁿ个存储状态。