[发明专利]一种基于导电丝和极化共控制的多值存储单元

摘要

本发明涉及了一种基于导电丝和极化共控制的多值存储单元，该基于导电丝和极化共控制的多值存储单元是从下到上依次为底电极、铁电功能层、半导体功能层和顶电极；该多值存储单元通过顶电极金属原子在半导体功能层中迁移，以及铁电功能层的极化翻转和氧空位浓度变化来实现多值存储的特性，该特性能实现非破坏性读取且储存密度高，此外操作简单，操作电压低，并且与Si工艺兼容，能实现低电压的写入和读取，克服了铁电隧道结以往使用探针写入读取多值存储、采用昂贵衬底、昂贵电极材料和不能与Si工艺兼容的局限，并且实现了多值存储，有利于实现工业化。

主权项

一种基于导电丝和极化共控制的多值存储单元，包括底电极、铁电功能层、半导体功能层和顶电极；其特征在于，铁电功能层位于底电极和半导体功能层之间，半导体功能层位于顶电极和铁电功能层之间；所述的铁电功能层厚度为0.4nm‑20nm；半导体功能层的厚度在5nm‑100nm；其存储多值范围为2～10；其中，所述半导体功能层由钛酸锶、氧化锌、氧化钛、氧化铪、掺杂氧化锌、掺杂氧化钛、掺杂氧化铪、掺杂钛酸锶中的一种或者几种材料构成；所述顶电极为银、铜、含银合金、含铜合金中的一种或者几种，顶电极的一种或几种金属原子在电场作用下可以通过电化学反应在半导体功能层中实现迁移，而在铁电功能层中这些金属原子的迁移很少或者完全不能迁移。