[发明专利]互补型存储单元及其制备方法、互补型存储器

说明书

本发明公开了一种互补型存储单元及其制备方法、互补型存储器。其中，互补型存储单元包括：控制晶体管、上拉二极管和下拉二极管，控制晶体管，用于控制存储单元的读写；上拉二极管，一端连接于正选择线，另一端连接于控制晶体管的源端，用于控制高电平输入；下拉二极管，一端连接于负选择线，另一端连接于控制晶体管的源端，用于控制低电平输入；其中，上拉二极管与下拉二极管在第一方向上相互对称设置。基于上述互补型存储单元的设计，使得本发明的互补型存储器能够实现原有功能特性的情况下，极大降低了存储器的电路复杂度，减小了存储器的面积尺寸，提高了存储器存储密度，而且还降低了存储器功耗。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种互补型存储单元及其制备方法、互补型存储器。

背景技术

目前主流的计算机架构中，受限于存储介质的特性与技术发展，多级存储架构被广泛使用。片上缓存和DRAM内存读写速度快，但存储容量小，并且掉电后不能保持数据。基于硬盘/固态盘的外存读写速度慢，但存储容量大，并且掉电后可以保持数据。上述多级存储架构导致目前的计算机系统需要频繁地在不同存储层次间传递数据，降低了计算效率。研发高速、高密度的非易失存储器能够有效的解决上述问题。

为了提高存储密度，人们提出并广泛设计了一系列新型存储器，包括阻变存储器(Resistive Random Access Memory，RRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)和自选转移矩磁性存储器(Spin Transfer Torque-Megnetic Random Access Memory，STT-MRAM)。然而，这些新型存储器器件具有双端结构和电阻式的开关，它们的输入不能与输出分隔开。因此，对它们进行读取操作，必须使用电流灵敏放大器(Current SensitiveAmplifier，CSA)。电流灵敏放大器占据了大量的芯片面积，使得整体的存储密度降低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决现有技术中新型存储器器件中需要采用CSA进行读取操作从而占据芯片面积造成存储密度降低的技术问题，本发明提供了一种互补型存储单元及其制备方法、互补型存储器。

(二)技术方案

本发明的一个方面公开了一种互补型存储单元，其中，包括：控制晶体管、上拉二极管和下拉二极管，控制晶体管，用于控制存储单元的读写；上拉二极管，一端连接于正选择线，另一端连接于控制晶体管的源端，用于控制高电平输入；下拉二极管，一端连接于负选择线，另一端连接于控制晶体管的源端，用于控制低电平输入；其中，上拉二极管与下拉二极管在第一方向上相互对称设置。

可选地，控制晶体管的漏端与位线连接，栅极与字线连接。

可选地，当互补型存储单元的存储状态为1时，上拉二极管和下拉二极管的开启方向指向控制晶体管的源端；当互补型存储单元的存储状态为0时，上拉二极管的开启方向指向正选择线，下拉二极管的开启方向指向负选择线。

可选地，当互补型存储单元的写入状态为1时，字线施加开启电压V_DD，位线施加写入电压V_write，正选择线和负选择线接地；当互补型存储单元的写入状态为0时，字线施加开启电压V_DD，位线接地，正选择线和负选择线施加写入电压V_write。

可选地，当互补型存储单元处于读取状态时，字线施加开肩电压V_DD，正选择线施加输入电压V_in，负选择线接地，其中：当互补型存储单元存储状态为1时，位线输出的输出电压为高电平；当互补型存储单元存储状态为0时，位线输出的输出电压为低电平。

可选地，当互补型存储单元未被选中时，字线接地；或当互补型存储单元未被选中时，位线施加保护电压V_B，V_B＝(1/2)V_write。