[发明专利]基于畴壁密度来存储数据的非破坏读取铁电多逻辑态存储单元及写/读/擦除操作方法

摘要

本发明的目的在于提供一种铁电多逻辑态存储单元及其读/写/擦除操作方法，采用氧化物电极夹持铁电外延铁电薄膜，同时金属电极穿过氧化物电极与外延铁电薄膜接触，通过控制写入电压脉冲来控制铁电薄膜内部电畴的成核以及铁电畴壁的运动，使得形成的铁电畴壁从金属电极与铁电薄膜接触位置向四周运动；通过改变电压脉冲方向来翻转电畴，产生新畴壁并使其向外运动；通过控制电压脉冲控制畴壁运动距离，使得畴壁之间不会相互影响。这种结构设计能够控制铁电薄膜中电畴成核的位置，并能通过脉冲电压的作用时间控制铁电畴壁的运动位置，能够有效提高铁电畴壁位置的控制以及存储单元中存储数据的稳定性，促进多逻辑态铁电畴壁存储器件的应用。

主权项

1.一种铁电多逻辑态存储单元，包括依次堆叠的第一下电极（112）、下介电层（1222）（1221）、下介电层（1222）、第二下电极（132）、铁电薄膜层（140）、第二上电极（131）、上介电层（1211）、上介电层（1212）、第一上电极（111），其特征在于，下介电层（1222）（1221）和下介电层（1222）为一个整体，第一下电极（112）从下介电层（1222）中间穿过，上介电层（1211）和上介电层（1212）为一个整体，第一上电极（111）从上介电层中间穿过；其中，第一下电极（112）穿过下介电层（1221和1222）与第二下电极（132）相连接，第一上电极（111）穿过上介电层（1211）和上介电层（1212）与第二上电极（131）相连接；其中，第一下电极（112）与第二下电极（132）相连接的面积小于第二下电极（132）的面积；其中，第一上电极（111）与第二上电极（131）相连接的面积小于第二上电极（131）的面积。