[发明专利]混合存储器件及其控制方法、制备方法

权利要求书

1.一种混合存储器件，其特征在于，包括：铁电存储单元；及形成于所述铁电存储单元的漏极之上的阻变存储单元；

所述混合存储器件在两种存储模式间切换：在第一种存储模式中，所述阻变存储单元作为存储模块，所述铁电存储单元作为选通模块；在第二种存储模式中，所述阻变存储单元处于低阻态，所述铁电存储单元作为存储模块。

2.根据权利要求1所述的混合存储器件，其特征在于，所述铁电存储单元为MFIS结构或者MFMIS结构，其包括：

衬底；

源极和漏极，形成于所述衬底沟道区的两侧；

氧化硅层、铁电存储层、电极层，依次形成与所述衬底沟道区的上方。

3.根据权利要求2所述的混合存储器件，其特征在于，所述铁电存储单元中铁电存储层的材料选自以下材料中的至少一种：PbTiO₃；Pb(Zr_1-xTi_x)O₃，其中0＜x＜1；SrTiO₃；LiNbO₃；Bi₄Ti₃O₁₂；BaTiO₃。

4.根据权利要求1所述的混合存储器件，其特征在于：所述阻变存储单元为单极器件、双极器件或无极器件，其包括：

下电极，形成于所述铁电存储单元的漏极上方；

阻变存储层，形成于所述下电极的漏极上方；

上电极，形成与所述铁电存储层的上方。

5.根据权利要求4所述的混合存储器件，其特征在于，所述阻变存储单元中阻变存储层的材料选自以下材料中的至少一种：SrTiO₃、SrZrO3、LiNbO₃、BaTiO₃、ZrO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅、Al₂O₃、CoO、VO₂、ZnO、SiO₂、WO₃、AIDCN、PVK、PS。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的混合存储器件，其特征在于，

所述铁电存储单元的栅极作为所述混合存储器件的字线；

所述阻变存储单元的下电极与所述铁电存储单元的漏极相连接，所述阻变存储单元的上电极作为混合存储器件的位线。

7.一种混合存储器件的控制方法，其特征在于，用于控制权利要求6所述的混合存储器件，包括：

根据在所述混合存储器件的字线和位线的电压和方向，确定该混合存储器件处于第一种存储模式或第二种存储模式，及在确定的存储模式下的编程、擦除或读取操作。

8.根据权利要求7所述的混合存储器件控制方法，其特征在于，所述确定该混合存储器件处于第一种存储模式或第二种存储模式，及在确定的存储模式下的编程、擦除和读取操作的步骤，包括：

在字线施加电压V_pass，使铁电存储单元的源漏导通，该混合存储器件处于第一种存储模式；

在所述第一种存储模式下，在位线上施加编程电压V_set，进行阻变存储单元的编程操作；在位线上施加擦除电压V_reset，进行阻变存储单元的擦除操作；在位线上施加读取电压V_read，进行阻变存储单元的读取操作；

9.根据权利要求7所述的混合存储器件控制方法，其特征在于，所述确定该混合存储器件处于第一种存储模式或第二种存储模式，及在确定的存储模式下的编程、擦除和读取操作的步骤，包括：

将RRAM单元初始化为低阻态，该混合存储器件处于第二种存储模式；

在所述第二种存储模式下，在字线施加写电压脉冲V_pulse，位线浮空，源漏导通为“1”态，进行铁电存储单元的编程操作；施加一反向电压脉冲-V_pulse，则沟道关闭为“0”态，从而进行铁电存储单元的擦除操作；或在位线上施加一读电压V_read，字线浮空，进行铁电存储单元的读取操作。