[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

权利要求书

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。

2.如权利要求1所述的非易失性铁电存储器，其特征在于，除了读写电极对，还同时在第一读写电极和第二读写电极之间设置第三读电极和第四读电极；

其中，所述第三读电极与第四读电极构成读电极对，该读电极对在偏置读信号时，不受第三读电极和第四读电极之间的矫顽场电压约束，以提高信号读取电流。

3.一种如权利要求1或2所述的非易失性铁电存储器的制备方法，其特征在于具体步骤包括：

提供基底（301）；

在所述基底（301）上形成铁电薄膜（303）；

在铁电薄膜（303）表面刻蚀出铁电存储单元（305）；以及

在所述铁电存储单元（305）之间形成面内左右读写电极层（307）；

还包括步骤：在面内左右两侧第一读写电极和第二读写电极之间形成第三读电极，或形成第三读电极和第四读电极。

4.一种如权利要求1所述的非易失性铁电存储器的读操作方法，其特征在于：在第三读电极与第一读写电极或第二读写电极之间，或第三读电极和第四读电极之间偏置第一方向读信号，通过读取该两个部分之间的电流大小，以判断对应所述铁电存储单元（305）的电畴是否被反转进而与铁电薄膜层（303）底部的电畴建立畴壁导电通道，从而读出存储的逻辑信息；

撤去读信号后，读操作过程中未破坏写操作时写入的逻辑信息。

5.如权利要求4所述的读操作方法，其特征在于，所述读信号的读电压不受所述写信号的写电压的限制。