[发明专利]非挥发性半导体存储器及其存储操作方法

权利要求书

1.一种非挥发性半导体存储器，其特征在于，包括：字线、位线、限压器件和存储单元，

所述存储单元位于字线和位线的交叉区域，所述存储单元包括存储电阻和选通器件，所述存储电阻为二元及二元以上的多元金属氧化物，所述存储器件的上电极与所述限压器件相连接，所述限压器件的另一端与位线相连接。

2.如权利要求1所述的非挥发性半导体存储器，其特征在于，当包括多个字线、多个位线和多个存储单元时，所述字线、位线、存储单元共用一个限压器件，所述多个存储单元的上电极与所述限压器件相连接，所述限压器件的另一端与所述多个位线相连接。

3.如权利要求1所述的非挥发性半导体存储器，其特征在于，所述存储电阻由MIM结构构成，其中，I指二元或者二元以上的多元金属氧化物，充当电阻转变的作用，由单层或多层组成；上下层的M为金属电极。

4.如权利要求3所述的非挥发性半导体存储器，其特征在于，所述多元金属氧化物包括：锆的氧化物、铪的氧化物、钛的氧化物、铝的氧化物、铜的氧化物、镍的氧化物、锌的氧化物、锰的氧化物、Prl-xCaxMnO3、SrZrO3。

5.如权利要求1所述的非挥发性半导体存储器，其特征在于，所述选通器件包括：双极型晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管或者二极管。

6.如权利要求1所述的非挥发性半导体存储器，其特征在于，所述限压器件包括双极型晶体管或者金属氧化物半导体场效应晶体管。

7.如权利要求1所述的非挥发性半导体存储器，其特征在于，所述存储电阻的下电极通过所述选通器件与所述位线的连接实现。

8.如权利要求1所述的非挥发性半导体存储器，其特征在于，所述存储电阻的上电极通过所述限压器件与所述字线的连接实现。

9.一种对如权利要求1至8任意之一所述的非挥发性半导体存储器的存储操作方法，其特征在于，包括读操作、擦除复位操作和写置位操作，

所述读操作，通过对所述选通器件的控制，限制所述读操作时通过所述存储单元的电流；

所述擦除复位操作，将所述存储单元进行器件编程到一个相反的状态；

所述写置位操作，采用相同极性的电压对所述存储单元进行编程操作，将所述存储单元中的数据进行读操作，将读操作得出的数据与拟写入数据进行比较，当存储单元中的数据与拟写入数据在同一个范围内，则进行擦除复位操作；当存储单元中的数据与拟写入数据在不同范围内，则将这些存储单元中的数据编程为相反状态。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，对所述存储单元进行写置位操作时，分别对所述限压器件和所述选通器件设置不同的栅压，所述限压器件的栅压的设置保证置位电流的正常通过，所述选通器件的栅压的大小决定置位时候的限流大小；对所述存储单元进行擦除复位操作时，所述限压器件的栅压与源端所接的电压一起决定所述存储单元复位后达到的最大电压值大小，实现限压的作用。