[发明专利]一种铁电三位存储器、制备方法及其操作方法

权利要求书

1.一种铁电三位存储器的操作方法，其特征在于，所述铁电三位存储器包括铁电薄膜层(103)、铁电存储单元(105)和读写电极层(107),所述铁电存储单元(105)设置于铁电薄膜层(103)上方，所述读写电极层(107)被间隙(109)分割成两部分，形成第一电极(107A)和第二电极(107B),所述第一电极(107A)和第二电极(107B)中至少之一搭在所述铁电存储单元(105)表面的长度大于零且小于铁电存储单元(105)的宽度，在读写电极层(107)上偏置读/写电压实现读操作或写操作，所述铁电存储单元(105)在铁电薄膜层(103)表面刻蚀形成；

所述写操作中，通过在读写电极层(107)上偏置写电压信号使铁电存储单元(105)内电畴局部反转或全部反转或返回初始状态，实现铁电存储单元(105)的三种电阻态存储，所述电阻态包括低阻态“1”、低阻态“2”和高阻态“0”；

所述读操作中，通过在读写电极层(107)上偏置读电压信号，根据读出电流大小判断铁电存储单元(105)的电阻态，实现三种不同存储状态的读出；

在所述读写电极层(107)偏置第一方向写电压信号使间隙(109)之间的所述铁电存储单元(105)的电畴(1051)在写电压信号的作用下发生局部反转，其反转的电畴与其周围未反转的电畴形成畴壁导电通道，此时为低阻态“1”；增大写电压信号，畴壁导电通道扩展至整个铁电存储单元(105),此时为低阻态“2”；在所述读写电极层(107)上偏置超过器件矫顽场足够大的与第一方向相反的第二方向写电压信号使铁电存储单元(105)已反转的电畴在写电压作用下全部反转回初始电畴方向，所述畴壁导电通道全部关闭，此时为高阻态“0”；

所述第一电极(107A)和第二电极(107B)在所述铁电存储单元(105)表面形成的所述间隙(109)大于或等于2纳米且小于或等于500纳米。

2.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，所述间隙(109)为不规则图形或矩形。

3.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，所述读写电极层(107)包括一层或一层以上导电材料。

4.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，所述铁电存储单元(105)的宽度大于或等于5纳米且小于或等于10微米，长度大于等于5纳米且小于或等于10微米。

5.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，所述写操作中，在某一写电压信号撤销，电阻保持不变。

6.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，所述第一方向与所述铁电存储单元(105)内及铁电薄膜层(103)内初始电畴方向在读写电极层(107)对面内投影方向相反；所述第二方向为与铁电存储单元(105)内及铁电薄膜层(103)内初始电畴方向在读写电极层(107)对面内投影方向相同。