[发明专利]采用双极可编程电阻存储元件的非易失存储器结构

权利要求书

1.一种非易失存储器阵列，包括：

多个字线；

多个位线；

多个源极线；以及

多个非易失存储器单元，该多个存储器单元的至少一个子集中的每一个具有与所述多个字线之一相连的第一端子、与所述多个位线之一相连的第二端子以及与所述多个源极线之一相连的第三端子，至少一个所述存储器单元包括：

用于存储该存储器单元的逻辑状态的双极可编程存储元件，该双极可编程存储元件的第一端子与相应的位线/源极线对的第一线相连；以及

金属氧化物半导体器件，其包括第一和第二源极/漏极和栅极，该第一源极/漏极与所述双极可编程存储元件的第二端子相连，该第二源极/漏极与相应的位线/源极线对的第二线相连，并且该栅极与相应的一个所述字线相连；

其中该多个存储器单元中的至少一个子集包括与相同位线相连的相邻的至少四个存储器单元，其中至少两个相邻的存储器单元共用相同的字线，至少两个相邻的存储器单元共用相同的源极线。

2.根据权利要求1所述的存储器阵列，其中所述位线相互平行设置。

3.根据权利要求1所述的存储器阵列，其中所述字线相互平行设置。

4.根据权利要求1所述的存储器阵列，其中所述多个字线垂直于所述多个位线和所述多个源极线设置。

5.根据权利要求1所述的存储器阵列，其中该双极可编程存储元件包括磁隧道结器件。

6.根据权利要求1所述的存储器阵列，其中该多个非易失存储器单元中的至少一个中的所述双极可编程存储元件包括过渡金属氧化物。

7.根据权利要求6所述的存储器阵列，其中利用铬、锰和钒中的至少一种以规定的掺杂浓度对该过渡金属氧化物进行掺杂。

8.根据权利要求1所述的存储器阵列，其中通过同时向与给定存储器单元相连的相应字线施加逻辑高电压电势、向相应位线/源极线对的第一线施加逻辑高电压电势、向所述相应位线/源极线对的第二线施加逻辑低电压电势，以及向对应于与所述相应字线相连的其他存储器单元的每个位线/源极线对中的位线和源极线施加相同的电压电势，来写入该多个非易失存储器单元的给定一个单元中双极可编程存储元件的逻辑状态，所述相应位线/源极线对上的电压电势的极性表示将要写入该存储器单元的逻辑状态。

9.根据权利要求1所述的存储器阵列，其中通过同时向与该多个非易失存储器单元的给定存储器单元相连的相应字线施加逻辑高电压电势、向第一线施加逻辑低电压电势、向第二线施加读取电压电势并检测第二线上的电流，来读取该多个非易失存储器单元的所述给定的一个单元中的双极可编程存储元件的逻辑状态，该第一线是所述相应的位线/源极线对中的第一线，该第二线是所述相应的位线/源极线对中的第二线，检测到的电流的幅值表示该存储器单元的逻辑状态。

10.根据权利要求1所述的存储器阵列，其中该存储器阵列配置为使得能够同时地读取与相同字线相连的两个相邻存储器单元。

11.根据权利要求10所述的存储器阵列，其中通过向与所述相邻存储器单元相连的所述字线施加逻辑高电压电势，并且同时向与所述相邻存储器单元相对应的每个位线/源极线对的第一线施加逻辑低电压电势，并且向与所述相邻存储器单元相对应的所述位线/源极线的每个第二线施加读取电压电势，来同时读取所述两个相邻的存储器单元，该相邻的存储器单元共用该第一线。

12.根据权利要求1所述的存储器阵列，其中该多个非易失存储器单元的至少一个单元中的所述双极可编程存储元件包括铬掺杂锶钛氧化物、锶钛氧化物、锶钡钛氧化物、镨钙锰氧化物、锶锆氧化物和镍氧化物中的至少一种。