[发明专利]非易失性铁电存储器及其制备方法和读/写操作方法

摘要

本发明属于铁电存储技术领域，具体为一种非易失性铁电存储器及其制备方法和读/写操作方法。该铁电存储器包括铁电薄膜层及其表面刻蚀铁电存储单元以及设置在铁电存储单元左右制备面内读写电极层；其电畴的极化方向基本不平行所述读写电极层的法线方向。当改变存储单元的面内结构，可以实现多位信息存储。读操作和写操作可以通过表面所刻蚀的存储单元左右沉积读写电极层完成，也可通过在刻蚀铁电存储单元顶部增加一个额外读电极与另外读写电极对任一实现读操作。本发明的铁电存储器结构简单、制备简单、成本低，可以实现以大电流方式对所存储的电畴逻辑信息进行非破坏性快速读出。

主权项

1.一种非易失性铁电存储器，其特征在于，包括：铁电薄膜层（303）和薄膜表面刻蚀出的长方体铁电存储单元（305），铁电薄膜层底部（303）和表面被刻蚀出铁电存储单元（305）为同一整体；以及设置在所述表面铁电存储单元（305）两边的左右读写电极层（307），所述读写电极层（307）间被刻蚀出的铁电存储单元（305）分割成两部分，即为电极对（3071）和（3073）；所述铁电薄膜层（303）的电畴（3031或3033）和铁电存储单元（305）的电畴（3051或3053）的极化方向基本不平行于所述读写电极层（307）所在平面的法线方向；其中，在所述读写电极层（307）中的邻接所述刻蚀铁电存储单元（305）的两个部分之间偏置第一方向的写信号时，对应所述表面刻蚀铁电存储单元（305）的电畴被电极对（3071）和（3073）之间形成的电场完全反转，而与铁电薄膜层（303）底部未反转电畴之间建立畴壁导电通道（3054）；在所述左右读写电极层（307）中的邻接铁电存储单元（305）的两个部分之间偏置与所述第一方向相反的第二方向的写信号时，使铁电存储单元（305）被完全反转的电畴反转回到初始极化方向；所述读写电极层中（307）的至少两个部分包括第一读写电极部分（3071）和第二读写电极部分（3073），所述第一读写电极部分和第二读写电极部分组成读写电极对，所述写信号或读信号被偏置在所述读写电极对上；除了读写电极对，还包括第三读电极，所述第三读电极设置在第一读写电极和第二读写电极之间；其中，所述第三读电极与第一读写电极或第二读写电极构成读电极对，该读电极对在偏置读信号时，不受第三读电极和第一读写电极或第二读写电极之间的矫顽场电压约束，以提高信号读取电流。