[发明专利]面内读写的铁电阻变存储器及其增强读/写信号的方法

权利要求书

1.一种面内读写的铁电阻变存储器，其特征在于，单元结构包括铁电薄膜层（103）和设置在铁电薄膜层（103）表面的面内读写电极对（105），所述面内读写电极对（105）之间有间隙（107）；所述铁电薄膜层（103）的电畴的极化方向（1031或者1033）不平行于所述面内读写电极对（105）平面的法线方向；

其中，铁电薄膜层（103）中电畴的极化方向（1031或者1033）在三维层面上不与面内读写电极对平行，但面内极化方向分量应与面内读写电极对所成夹角保持不变。

2.如权利要求1所述的面内读写的铁电阻变存储器，其特征在于，铁电阻变存储器单元中，写信号或读信号被偏置在所述面内读写电极对（105）上。

3.如权利要求2所述的面内读写的铁电阻变存储器，其特征在于，铁电阻变存储器单元中，面内读写电极对（105）方向与电畴取向的水平方向呈现不同夹角，当外加电压大于矫顽电压时，电极间电畴翻转与外部未翻转的电畴之间形成导电畴壁，可读出不同大小的电流。

4.如权利要求1所述的面内读写的铁电阻变存储器，其特征在于，所述间隙（107）的最小间距为2纳米，最大间距为10微米；所述间隙（107）的宽度大于或等于5纳米且小于或等于10微米；所述铁电薄膜层（103）的厚度大于或等于10纳米且小于或等于10微米；所述面内读写电极对（105）的厚度大于或等于10纳米且小于或等于500纳米。

5.如权利要求1所述的面内读写的铁电阻变存储器，其特征在于，所述铁电薄膜层（103）拥有大面积的单畴结构，其中畴面积大于或等于10平方微米。

6.如权利要求1所述的面内读写的铁电阻变存储器，其特征在于，所述铁电薄膜层（103）具体材料选自（110）取向的铁酸铋盐、掺La的铁酸镧铋盐和锆钛酸铅盐，或者选自钽酸锂盐或铌酸锂盐。

7.如权利要求1所述的面内读写的铁电阻变存储器，其特征在于，还包括基底（101），所述铁电薄膜层（103）设置在所述基底（101）之上；所述基底材料为硅片，或者为SrTiO₃（110）单晶基片。

8.如权利要求1所述的面内读写的铁电阻变存储器，其特征在于，面内读写电极对通过光刻或电子束刻蚀制备得到。

9.如权利要求1-8之一所述的面内读写的铁电阻变存储器增大读取信号的方法，其特征在于具体操作如下：

在所述面内读写电极对（105）中的左电极（1051）和右电极（1053）之间偏置一个大于矫顽电压的电压，使面内读写电极对中间处薄膜的电畴发生翻转；电畴翻转的区域与未发生翻转的区域之间形成导电的畴壁，存储单元进入开态；调整存储单元电极对与电畴的水平夹角：当面内读写电极对（105）方向与电畴翻转的面内方向平行时，在矫顽电压附近读出的开态电流为nA量级；当面内读写电极对（105）的方向与电畴翻转的水平方向成一定夹角时，薄膜的矫顽电压上升，开态电流也急剧升高；当面内读写电极对（105）方向与电畴翻转的水平方向成近90度夹角时，此时矫顽电压达到最大，同时开态电流升至300nA量级。