專利名稱：鐵電存儲(chǔ)器多位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)鐵電存儲(chǔ)器多位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的操作方法，屬于 微電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體市場中，存儲(chǔ)器占有極其重要地位。隨著便攜式電子設(shè)
備的逐步普及，不揮發(fā)存儲(chǔ)器的市場也越來越大，目前Flash占不揮 發(fā)存儲(chǔ)器市場的90%。但隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，F(xiàn)lash遇到了越來 越多的技術(shù)瓶頸，隧穿氧化層不能隨著集成電路工藝的發(fā)展無限制地 減薄。解決這個(gè)問題的思路是研發(fā)新一代不揮發(fā)存儲(chǔ)器，主要有磁存 儲(chǔ)器(MRAM)，相變存儲(chǔ)器(PCM)，電阻存儲(chǔ)器(ReRAM)和鐵電存儲(chǔ) 器(FeRAM)，其中鐵電存儲(chǔ)器最先實(shí)現(xiàn)商品化，具有很強(qiáng)商業(yè)潛質(zhì)。
鐵電存儲(chǔ)器在的關(guān)鍵在于其鐵電薄膜電容單元。它主要是利用鐵 電材料具有的自發(fā)極化特性，即自發(fā)極化方向可以在反向外電場作用 下發(fā)生反轉(zhuǎn)的性質(zhì)而實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)功能。 一般鐵電存儲(chǔ)器采用鈣鈦礦結(jié)構(gòu) 系列的材料，例如鋯鈦酸鉛(PZT)。此材料的主要特征是有鐵電特性， 即極化方向與外電場之間具有電滯回線的關(guān)系。這種特性使之非常適 于做存儲(chǔ)器，其剩余極化的正負(fù)兩個(gè)狀態(tài)分別對(duì)應(yīng)著存儲(chǔ)器的"0" 和"1"態(tài)，并可通過改變外電場的方向來改變存儲(chǔ)狀態(tài)或通過外圍 電路來傳感其極化狀態(tài)，讀取信息。
傳統(tǒng)的鐵電存儲(chǔ)單元一般都只用一對(duì)絕對(duì)值相同的正負(fù)脈沖電 壓產(chǎn)生一對(duì)正負(fù)極化強(qiáng)度值，來定義"0"與"1"態(tài)，在一個(gè)鐵電存儲(chǔ)單元上只能獲取單個(gè)狀態(tài)值，即只可實(shí)現(xiàn)一位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，資源利用 率低，存儲(chǔ)效率低
發(fā)明內(nèi)容
、
本發(fā)明的目的在于提出一種實(shí)現(xiàn)鐵電存儲(chǔ)器多位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的操 作方法，提高存儲(chǔ)密度，降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種實(shí)現(xiàn)鐵電存儲(chǔ)器多位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的操作
方法，在鐵電存儲(chǔ)器的鐵電薄膜電容存儲(chǔ)單元上，通過外加n對(duì)電壓 值不等的正負(fù)寫脈沖電壓士Vi， i=l、 2、…、n，得到2n個(gè)剩余極化 強(qiáng)度值，并相應(yīng)定義出2n個(gè)存儲(chǔ)態(tài)，再通過外加一個(gè)固定正讀電壓 來讀取2n個(gè)存儲(chǔ)態(tài)；其讀寫操作方法如下
寫操作以n二2為例，n〉2時(shí)依此類推；2對(duì)電壓值不等的外加 正負(fù)寫脈沖電壓士V,和土V"定義:V2〉V,0，可產(chǎn)生4個(gè)不同的剩余 極化強(qiáng)度值^， j二0、 1、 2、 3，對(duì)4個(gè)剩余極化強(qiáng)度值P"賦值定義， 具體步驟如下
步驟l:在鐵電薄膜電容上外加一個(gè)大的正寫脈沖電壓V2后，使
鐵電薄膜電容剩余極化強(qiáng)度值為p^，定義為存儲(chǔ)態(tài)
"00";
步驟2:在鐵電薄膜電容上外加一個(gè)小的正寫脈沖電壓V,后，使
鐵電薄膜電容剩余極化強(qiáng)度值為PW定義為存儲(chǔ)態(tài)
"01";
步驟3:在鐵電薄膜電容上外加一個(gè)小的負(fù)寫脈沖電壓-V,后， 使鐵電薄膜電容剩余極化強(qiáng)度值為P①定義為存儲(chǔ)態(tài) "11";
步驟4:在鐵電薄膜電容上外加一個(gè)大的負(fù)寫脈沖電壓-V2后，使鐵電薄膜電容剩余極化強(qiáng)度值為Pm定義為存儲(chǔ)態(tài) "10";
讀操作通過外加一個(gè)固定正讀電壓，把不同存儲(chǔ)態(tài)的鐵電薄膜 的剩余極化強(qiáng)度值R都極化到所述固定正讀電壓對(duì)應(yīng)的飽和極化強(qiáng) 度值P^，從而相應(yīng)產(chǎn)生不同的差值P^ — Pr，轉(zhuǎn)換成具體電荷量被讀
操作系統(tǒng)所讀?。粚?duì)應(yīng)于上述寫操作中n=2的例子，四個(gè)不同存儲(chǔ)態(tài)
讀取信號(hào)如下
存儲(chǔ)態(tài)"00"對(duì)應(yīng)的讀取信號(hào)差值為Psm— Pr。； 存儲(chǔ)態(tài)"01"對(duì)應(yīng)的讀取信號(hào)差值為Psat— Ph ; 存儲(chǔ)態(tài)"11"對(duì)應(yīng)的讀取信號(hào)差值為Pwu— Pr2 ;
存儲(chǔ)態(tài)"10"對(duì)應(yīng)的讀取信號(hào)差值為Psat_ Pr3 。
在寫操作中，所述外加寫脈沖電壓持續(xù)時(shí)鐵電薄膜產(chǎn)生飽和極化
強(qiáng)度值；所述外加寫脈沖電壓消除后鐵電薄膜會(huì)由飽和極化強(qiáng)度值變
為相應(yīng)的剩余極化強(qiáng)度值p,。所述鐵電薄膜材料的飽和極化強(qiáng)度值和 剩余極化強(qiáng)度值Pr與所述外加寫脈沖電壓值有關(guān)。
在讀操作中，所述外加固定正讀電壓值與外加最大正寫脈沖電壓 值相等。所述外加固定正讀電壓持續(xù)時(shí)對(duì)應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)正飽和極化強(qiáng)度
值P.^并且通過差值P^—Pr的不同來區(qū)分各種存儲(chǔ)態(tài)；只需外加一
個(gè)固定讀電壓就能讀取不同的存儲(chǔ)態(tài)。所述差值Ps" — Pr引起的電荷
量大小由鐵電薄膜電容的尺寸大小決定。
所述存儲(chǔ)態(tài)的數(shù)量2n取決于讀操作系統(tǒng)對(duì)電荷信號(hào)的分辨能力。
本發(fā)明鐵電存儲(chǔ)器多位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的操作方法的優(yōu)點(diǎn)是通過外加 多對(duì)絕對(duì)值相等的正負(fù)脈沖電壓產(chǎn)生多對(duì)正負(fù)極化強(qiáng)度值，從而在一 個(gè)鐵電存儲(chǔ)單元上獲取多狀態(tài)值，即可實(shí)現(xiàn)多位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，同時(shí)只采用一個(gè)外加讀電壓，讀取相應(yīng)的存儲(chǔ)態(tài)，設(shè)計(jì)簡單易行，從而簡化外 加讀取電路的邏輯設(shè)計(jì)成本。本發(fā)明大大提高了鐵電存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)密 度，并同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。


圖1為一個(gè)鐵電薄膜電容在外加電壓下測得的電滯回線圖2為一個(gè)鐵電薄膜電容在不同正負(fù)電壓下，測得的相應(yīng)的剩余 極化強(qiáng)度值的曲線圖3為本發(fā)明多位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的操作方法的一個(gè)實(shí)施例所采用的 1T1C結(jié)構(gòu)的鐵電存儲(chǔ)器單元示意圖4為實(shí)施例外加寫脈沖電壓得到的鐵電材料電滯回線以及相 應(yīng)定義的四個(gè)存儲(chǔ)態(tài)圖5A-5D分別為實(shí)施例定義的四個(gè)存儲(chǔ)態(tài)寫操作的時(shí)序圖6為實(shí)施例讀操作的時(shí)序圖7為實(shí)施例讀取"01"態(tài)的電滯回線示意圖8為實(shí)施例讀信息操作統(tǒng)計(jì)表。
圖中標(biāo)號(hào)說明
00: —個(gè)正電壓持續(xù)時(shí)的飽和極化強(qiáng)度值；
01: —個(gè)正電壓后的剩余極化強(qiáng)度值；
02: —個(gè)大小相同的負(fù)電壓后的剩余極化強(qiáng)度值；
001: —個(gè)普通電容CB;
002:鐵電薄膜電容Cn:.;
003:鐵電薄膜電容d的上電極；
004:鐵電薄膜電容C,，,;的下電極；
005: —個(gè)NMOS管(柵極接字線WL，漏極接位線BL，源極接鐵電薄膜電容上電極003)， 010:極板線PL; 020:字線WL; 030:位線BL;
101、 102、 103、 104、 105、 201、 202、 203、 204、 205:時(shí)段；
10: Psat — R的差值。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明鐵電存儲(chǔ)器多位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的
操作方法進(jìn)行具體的描述
首先用一個(gè)外加電壓下測試鐵電薄膜電容的電滯回線，當(dāng)外加電 壓持續(xù)時(shí)，會(huì)有一個(gè)飽和極化強(qiáng)度Ps0tOO;當(dāng)外加正負(fù)電壓消除后可
分別得到的2個(gè)剩余極化強(qiáng)度值01、 02，如圖1所示。
在同一個(gè)鐵電薄膜電容中，通過不同正負(fù)電壓下可以得到大小不
等的剩余極化強(qiáng)度值；此外在正負(fù)脈沖電壓絕對(duì)值相等的情況下，得 到的剩余極化強(qiáng)度值差不多相等，并如圖2所示。
本發(fā)明實(shí)施例(2位，4態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ))采用的1T1C結(jié)構(gòu)的鐵電存 儲(chǔ)器單元，如圖3。在寫操作時(shí)，都要使該單元的字線WL020為高電 平，讓門管005導(dǎo)通，從而使鐵電薄膜電容CFE002和位線BL030相接。 此外由于門管005有個(gè)閾值損失，因此位線030為高電平時(shí)都應(yīng)提升 到V+VTN (V為鐵電薄膜電容002上所要求的寫電壓，V，為門管005 的閾值電壓)，才能使鐵電薄膜電容G.E002上所加的電壓為所要求的 寫電壓。
在實(shí)施例中，通過外加兩對(duì)正負(fù)寫脈沖電壓可以得到其鐵電材料 電滯回線以及相應(yīng)定義的四個(gè)存儲(chǔ)態(tài)(圖4顯示)，圖中給出了在正負(fù)8V和正負(fù)4V的外加電壓下的4個(gè)剩余極化強(qiáng)度值，此外還有8 V 電壓下的的飽和極化強(qiáng)度值，并在參考圖4列表展示其具體數(shù)值。
在寫操作時(shí)，為避免原來的存儲(chǔ)態(tài)對(duì)新寫入的存儲(chǔ)態(tài)的干擾，在 每次外加寫脈沖電壓時(shí)，都預(yù)先外加一個(gè)電壓相同、極性相反的脈沖 電壓進(jìn)行消除復(fù)位。
寫"00"態(tài)101時(shí)段，位線030為0電平，字線020開始出現(xiàn) 高電平，極板線為0電平，相應(yīng)使門管005開通，從而使位線030與 鐵電薄膜電容下電極004連接。102時(shí)段位線030為8V+ L大小的正 電平，字線020保持高電平，極板線為O電平，從而在鐵電薄膜電容 下電極004相當(dāng)于加了個(gè)8V的電壓，整個(gè)鐵電薄膜電容002等效外 加一個(gè)-8V的預(yù)反向極化電壓，從而避免此單元的原來存儲(chǔ)態(tài)干擾將 要寫入的存儲(chǔ)態(tài)；103時(shí)段位線030為0電平，字線020保持高電平， 極板線010加個(gè)8V的正脈沖電壓，從而在鐵電薄膜電容002上等效 外加個(gè)8V正脈沖電壓，并把鐵電薄膜極化在8V下的正飽和極化狀態(tài)； 104時(shí)段，位線030為0電平，字線020保持高電平，極板線為0電 平，從而使鐵電薄膜由8V下的正飽和極化狀態(tài)減小為8V下的剩余極 化狀態(tài)P由即實(shí)現(xiàn)了寫入"00"態(tài)；105時(shí)段，位線030為0電平， 字線020為0電平，極板線為0電平，門管005關(guān)閉， 一個(gè)寫操作周 期結(jié)束，如圖5A所示。
寫"01"態(tài)101時(shí)段，位線030為0電平，字線020開始出現(xiàn) 高電平，極板線為0電平，使門管005開通，從而使位線030與鐵電 薄膜電容下電極004連接。102時(shí)段位線030為4V+ L大小的正電平， 字線020保持高電平，極板線為0電平，從而在鐵電薄膜電容下電極 004相當(dāng)于加了個(gè)4V的電壓，整個(gè)鐵電薄膜電容002等效外加一個(gè) -4V的預(yù)反向極化電壓，從而避免此單元的原來存儲(chǔ)態(tài)干擾將要寫入的存儲(chǔ)態(tài)；103時(shí)段位線030為0電平，字線020保持髙電平，極板 線010加個(gè)4V的正脈沖電壓，從而在鐵電薄膜電容002上等效外加 個(gè)4V正脈沖電壓，并把鐵電薄膜極化在4V下的正飽和極化狀態(tài)；104 時(shí)段，位線030為0電平，字線020保持高電平，極板線為O電平， 從而使鐵電薄膜由4V下的正飽和極化狀態(tài)減小為4V下的剩余極化狀 態(tài)Pr,，即實(shí)現(xiàn)了寫入"01"態(tài)；105時(shí)段，位線030為0電平，字 線020為0電平，極板線為O電平，門管005關(guān)閉， 一個(gè)寫操作周期 結(jié)束，如圖5B所示。
寫"11"態(tài)101時(shí)段，位線030為0電平，字線020開始出現(xiàn) 高電平，極板線為O電平，使門管005開通，從而使位線030與鐵電 薄膜電容下電極004連接。102時(shí)段位線030為0電平，字線020保 持高電平，極板線為4V電平，從而在鐵電薄膜電容上電極003相當(dāng) 于加了個(gè)4V的電壓，整個(gè)鐵電薄膜電容002等效外加一個(gè)4V的預(yù)反 向極化電壓，從而避免此單元的原來存儲(chǔ)態(tài)干擾將要寫入的存儲(chǔ)態(tài)； 103時(shí)段位線030為4V+V，電平，字線020保持高電平，極板線010 為0電平，從而在鐵電薄膜電容002上等效外加個(gè)大小為4V的負(fù)脈 沖電壓，并把鐵電薄膜極化在-4V下的負(fù)飽和極化狀態(tài)；104時(shí)段，位 線030為0電平，字線020保持高電平，極板線為O電平，從而使鐵 電薄膜由-4V下的負(fù)飽和極化狀態(tài)減小為-4V下的剩余極化狀態(tài)Pr2， 即實(shí)現(xiàn)了寫入"11"態(tài)；105時(shí)段，位線030為0電平，字線020為 O電平，極板線為O電平，門管005關(guān)閉， 一個(gè)寫操作周期結(jié)束，如 圖5C所示。
寫"10"態(tài)101時(shí)段，位線030為0電平，字線020開始出現(xiàn) 高電平，極板線為O電平，使門管005開通，從而使位線030與鐵電 薄膜電容下電極004連接。102時(shí)段位線030為0電平，字線020保持高電平，極板線為8V電平，從而在鐵電薄膜電容上電極003相當(dāng)
于加了個(gè)8V的電壓，整個(gè)鐵電薄膜電容002等效外加一個(gè)8V的預(yù)反 向極化電壓，從而避免此單元的原來存儲(chǔ)態(tài)干擾將要寫入的存儲(chǔ)態(tài)； 103時(shí)段位線030為8V+Vn,電平，字線020保持高電平，極板線010 為0電平，從而在鐵電薄膜電容002上等效外加個(gè)大小為8V的負(fù)脈 沖電壓，并把鐵電薄膜極化在-8V下的負(fù)飽和極化狀態(tài)；104時(shí)段，位 線030為0電平，字線020保持高電平，極板線為0電平，從而使鐵 電薄膜由-8V下的負(fù)飽和極化狀態(tài)減小為-8V下的剩余極化狀態(tài)Pr3， 即實(shí)現(xiàn)了寫入"10"態(tài)；105時(shí)段，位線030為0電平，字線020為 O電平，極板線為O電平，門管005關(guān)閉， 一個(gè)寫操作周期結(jié)束，如 圖5D所示。
讀操作201時(shí)段，位線030為0電平，字線020開始出現(xiàn)高電 平，極板線為O電平，使門管005開通，從而使位線030，鐵電薄膜 電容下電極004，普通電容001三者連接，普通電容001另一端接地。 202時(shí)段，字線020保持高電平，極板線010為8V，位線030通過鐵 電薄膜電容002上不同存儲(chǔ)態(tài)的電容值不同并與一普通電容001串聯(lián) 可讀取不同的電壓值；203時(shí)段，字線020保持高電平，極板線010 為8V，位線030的不同電壓值可通過外接靈敏放大器放大成區(qū)別更 明顯的不同電壓值；204時(shí)段，字線020保持高電平，極板線010為 0電平，位線030保持由于外接靈敏放大器放大的不同電壓值；205 時(shí)段，字線020保持髙電平，極板線010為0電平，位線030己被外 電路讀取重新轉(zhuǎn)為O電平；此讀取是破壞性讀出，因此讀操作結(jié)束后 還得重新寫入原狀態(tài)，其重新寫入操作在參考圖5A-5D中已詳細(xì)介 紹，這樣一個(gè)讀操作結(jié)束，如圖6所示。
為了方便理解讀操作，給出讀取"01"態(tài)時(shí)相應(yīng)的電滯回線示意圖(圖7)。其中"01"態(tài)的飽和極化與剩余極化差值10可以很清楚 地看出外加8V的讀電壓時(shí)，鐵電薄膜極化狀態(tài)發(fā)生的變化，進(jìn)而產(chǎn)
生相應(yīng)的電荷變化，最終引發(fā)位線030上電壓值變化。
最后對(duì)讀取操作信息作一個(gè)統(tǒng)計(jì)表，如圖8。表中詳細(xì)展示了不
同的寫電壓下，定義的存儲(chǔ)態(tài)，并在8V讀電壓下的發(fā)生的電荷變化，
通過不同的電荷變化使同一鐵電薄膜電容產(chǎn)生不同的電容，從而最終
體現(xiàn)為位線030上不同的電位。
以上闡述的是n=2 (2位，4態(tài))鐵電存儲(chǔ)器多位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的讀 寫操作方法，
當(dāng)n〉2時(shí)，依此類推。例如當(dāng)n二3寫操作時(shí)，3對(duì)電壓值不等的 外加正負(fù)寫脈沖電壓士V,、 士V2和土V3， V3〉V2>V,〉0，可產(chǎn)生6個(gè)不 同的剩余極化強(qiáng)度值P^， j=0、 1、 2、 3、 4、 5，對(duì)6個(gè)剩余極化強(qiáng) 度值P"賦值定義如下
V3對(duì)應(yīng)剩余極化強(qiáng)度值為P自定義為存儲(chǔ)態(tài)"000";
V2對(duì)應(yīng)剩余極化強(qiáng)度值為Pd，定義為存儲(chǔ)態(tài)"001";
Vi對(duì)應(yīng)剩余極化強(qiáng)度值為P^定義為存儲(chǔ)態(tài)"010";
-V,對(duì)應(yīng)剩余極化強(qiáng)度值為Pw定義為存儲(chǔ)態(tài)"011";
-V2對(duì)應(yīng)剩余極化強(qiáng)度值為Pm，定義為存儲(chǔ)態(tài)"100";
-V3對(duì)應(yīng)剩余極化強(qiáng)度值為P。5，定義為存儲(chǔ)態(tài)"101"。
對(duì)應(yīng)于上述寫操作中n=3的例子，通過外加一個(gè)固定正讀電壓
V3，可得到6個(gè)不同存儲(chǔ)態(tài)讀取信號(hào)如下
存儲(chǔ)態(tài)"000"對(duì)應(yīng)的讀取信號(hào)差值為P^ —Pr。； 存儲(chǔ)態(tài)"001"對(duì)應(yīng)的讀取信號(hào)差值為P.^ — Pn; 存儲(chǔ)態(tài)"010"對(duì)應(yīng)的讀取信號(hào)差值為Psat_Pr2; 存儲(chǔ)態(tài)"011"對(duì)應(yīng)的讀取信號(hào)差值為P^ — Pr3;存儲(chǔ)態(tài)"100"對(duì)應(yīng)的讀取信號(hào)差值為psat_p 存儲(chǔ)態(tài)"101"對(duì)應(yīng)的讀取信號(hào)差值為p^ — p
權(quán)利要求
1、一種實(shí)現(xiàn)鐵電存儲(chǔ)器多位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的操作方法，其特征在于在鐵電存儲(chǔ)器的鐵電薄膜電容存儲(chǔ)單元上，通過外加n對(duì)電壓值不等的正負(fù)寫脈沖電壓±Vi，i＝1、2、…、n，得到2n個(gè)剩余極化強(qiáng)度值，并相應(yīng)定義出2n個(gè)存儲(chǔ)態(tài)，再通過外加一個(gè)固定正讀電壓來讀取2n個(gè)存儲(chǔ)態(tài)；其讀寫操作方法如下寫操作以n＝2為例，n＞2時(shí)依此類推；2對(duì)電壓值不等的外加正負(fù)寫脈沖電壓±V1和±V2，V2＞V1＞0，可產(chǎn)生4個(gè)不同的剩余極化強(qiáng)度值Prj，j＝0、1、2、3，對(duì)4個(gè)剩余極化強(qiáng)度值Prj賦值定義，具體步驟如下步驟1在鐵電薄膜電容上外加一個(gè)大的正寫脈沖電壓V2后，使鐵電薄膜電容剩余極化強(qiáng)度值為Pr0，定義為存儲(chǔ)態(tài)“00”；步驟2在鐵電薄膜電容上外加一個(gè)小的正寫脈沖電壓V1后，使鐵電薄膜電容剩余極化強(qiáng)度值為Pr1，定義為存儲(chǔ)態(tài)“01”；步驟3在鐵電薄膜電容上外加一個(gè)小的負(fù)寫脈沖電壓-V1后，使鐵電薄膜電容剩余極化強(qiáng)度值為Pr2，定義為存儲(chǔ)態(tài)“11”；步驟4在鐵電薄膜電容上外加一個(gè)大的負(fù)寫脈沖電壓-V2后，使鐵電薄膜電容剩余極化強(qiáng)度值為Pr3，定義為存儲(chǔ)態(tài)“10”；讀操作通過外加一個(gè)固定正讀電壓，把不同存儲(chǔ)態(tài)的鐵電薄膜的剩余極化強(qiáng)度值Pr都極化到所述固定正讀電壓對(duì)應(yīng)的飽和極化強(qiáng)度值Psat，從而相應(yīng)產(chǎn)生不同的差值Psat-Pr，轉(zhuǎn)換成具體電荷量被讀操作系統(tǒng)所讀?。粚?duì)應(yīng)于上述寫操作中n＝2的例子，四個(gè)不同存儲(chǔ)態(tài)讀取信號(hào)如下存儲(chǔ)態(tài)“00”對(duì)應(yīng)的讀取信號(hào)差值為Psat-Pr0；存儲(chǔ)態(tài)“01”對(duì)應(yīng)的讀取信號(hào)差值為Psat-Pr1；存儲(chǔ)態(tài)“11”對(duì)應(yīng)的讀取信號(hào)差值為Psat-Pr2；存儲(chǔ)態(tài)“10”對(duì)應(yīng)的讀取信號(hào)差值為Psat-Pr3。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的操作方法，其特征在于在寫操作中，所述外加寫脈沖電壓持續(xù)時(shí)鐵電薄膜產(chǎn)生飽和極化強(qiáng)度值；所述外加寫脈沖電壓消除后鐵電薄膜會(huì)由飽和極化強(qiáng)度值變?yōu)橄?應(yīng)的剩余極化強(qiáng)度值K。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的操作方法，其特征在于所述鐵電薄膜材料的飽和極化強(qiáng)度值和剩余極化強(qiáng)度值p,與所述外 加寫脈沖電壓值有關(guān)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的操作方法，其特征在于在讀操作中，所述外加固定正讀電壓值與外加最大正寫脈沖電壓值相
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的操作方法，其特征在于 所述外加固定正讀電壓持續(xù)時(shí)對(duì)應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)正飽和極化強(qiáng)度值Psat; 并且通過差值P^—PJ勺不同來區(qū)分各種存儲(chǔ)態(tài)；只需外加一個(gè)固定 讀電壓就能讀取不同的存儲(chǔ)態(tài)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的操作方法，其特征在于所述差值Psat — Pr引起的電荷量大小由鐵電薄膜電容的尺寸大小決定。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的操作方法，其特征在于所述存儲(chǔ)態(tài)的數(shù)量2n取決于讀操作系統(tǒng)對(duì)電荷信號(hào)的分辨能力。
全文摘要
本發(fā)明提出一種實(shí)現(xiàn)鐵電存儲(chǔ)器多位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的操作方法，屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域，它在鐵電存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元中，通過外加不同的寫脈沖電壓來使得鐵電薄膜相應(yīng)產(chǎn)生不同大小的剩余極化強(qiáng)度，并相應(yīng)定義為不同的存儲(chǔ)態(tài)，再通過一個(gè)固定外加正讀電壓，讀取相應(yīng)的各存儲(chǔ)態(tài)，從而在單個(gè)存儲(chǔ)單元中實(shí)現(xiàn)多位存儲(chǔ)功能。利用本發(fā)明多位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的操作方法，使得多位存儲(chǔ)器件可以極大地提高存儲(chǔ)密度，大大地降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)G11C7/00GK101620879SQ20091005556
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者萬海軍, 江安全, 沈臻魁, 陳志輝 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)