[发明专利]MOS结构的存储单元、阵列、存储器及其操作方法

权利要求书

1.一种存储单元，其特征在于，所述存储单元为包括源极、漏极和栅极的MOS晶体管结构，所述MOS晶体管结构的栅介质层为具有阻变存储特性的栅存储介质层。

2.如权利要求1所述的存储单元，其特征在于，所述具有阻变存储特性的栅存储介质层为HfOx，其中1＜x≤2。

3.如权利要求1所述的存储单元，其特征在于，所述具有阻变存储特性的栅存储介质层为氧化铝、氧化钛、氧化锆或HfSi_xO_y，其中1≤x≤2，1<y≤4。

4.如权利要求1所述的存储单元，其特征在于，所述具有阻变存储特性的栅存储介质层为包含氧化硅层和阻变存储特性的金属氧化物层的叠层结构。

5.如权利要求1或2或3或4所述的存储单元，其特征在于，所述存储单元还包括与所述漏极连接的位线、与所述栅极连接的字线、与所述源极连接的源线。

6.如权利要求1或2或3或4所述的存储单元，其特征在于，所述存储单元以32纳米节点或32纳米节点以下的CMOS前端逻辑工艺形成。

7.一种如权利要求1所述的存储单元的操作方法，其特征在于：

 写操作时，在所述存储单元的栅极和漏极之间偏置写操作电信号以使所述具有阻变存储特性的栅存储介质层发生电阻态转变；

读操作时，在所述存储单元的栅极和漏极之间偏置第一电信号、所述存储单元的源极和漏极之间偏置第二电信号，以读取所述栅极的栅极分流大小来区分存储状态。

8.如权利要求7所述的写操作方法，其特征在于，所述写操作为写“1”操作，所述写操作电信号为使所述栅存储介质层由高阻态向低阻态转换的写“1”操作电信号。

9.如权利要求7所述的写操作方法，其特征在于，所述写操作为写“0”操作，所述写操作电信号为使所述栅存储介质层由低阻态向高阻态转换的写“0”操作电信号。

10.如权利要求7所述的写操作方法，其特征在于，所述操作方法还包括激活操作；在激活操作时，在所述存储单元的栅极上偏置激活操作电信号以使所述栅介质层的阻变特性被激活。

11.一种存储阵列，其特征在于，包括多个权利要求1-2中任一所述的按n行和m列排列的存储单元、m条位线、n条字线以及n条源线，所述位线按列排列，所述字线和所述源线按行排列，每个所述存储单元位于每条所述位线与每条所述字线的交叉点处；其中，n为大于或等于2的整数，m为大于或等于2的整数。

12.一种存储器，其特征在于，包括：

权利要求11所述的存储阵列；

行译码器；

列译码器；

灵敏放大器；

字线驱动模块；

位线驱动模块；以及

逻辑控制模块，用于控制所述字线驱动模块和所述位线驱动模块在读操作、写操作、数据保持操作以及刷新操作中的时序。