[发明专利]一种电场调制型随机存储单元阵列及存储器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电场调制型随机存取存储器技术领域，具体的说，本发明涉及一种电场调制型随机存储单元阵列及电场调制型随机存储器。 

背景技术

动态随机存储器(DRAM)是当前计算机的重要组成部分，通常也被人们称为内存。DRAM单元结构十分简单，由一个晶体管和一个电容组成。但由于电容存在漏电现象，因此存储单元需要进行周期性的刷新。如果存储单元未进行刷新，单元中的信息就会丢失，这就是通常所说的存储数据具有易失性。为了解决DRAM数据易失性的问题，人们提出了许多新型的非易失性随机存储器，如：磁随机存储器(MRAM)、铁电随机存储器(FRAM)、相变随机存储器(PRAM)和阻变随机存储器(RRAM)等。然而，由于本身存在的一些问题，上述随机存储器目前还无法实现大规模的产业化。 

通过电场调控，该存储单元可以在不同电阻态实现可逆转变。该存储单元具有结构简单、单元尺寸小、功耗低以及信噪比高等优点。而实用化的存储器均为大规模的存储器阵列，并且还需要与大规模存储器阵列相匹配的读写电路。因此，本发明提出一种能够支持电场调制型存储单元的阵列设计方案以及与其相匹配的读写电路。 

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种新型电场调制型存储单元的阵列和随机存储器，所述存储器包括新型电场调制型存储单元的阵列和相应的读写电路。 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 

根据本发明的一个方面，提供一种新型的电场调制型存储单元的阵列。 

所述存储阵列的存储单元采用无晶体管结构。所述存储单元依靠依次沉积于衬底上的底层、功能层、缓冲层、绝缘层和导电层来实现数据的存 储。通过施加电压于底层和缓冲间，可以改变导电层的电阻率，进而实现数据的读和写。每个单元和4条金属导线相连。其中两条金属导线用于数据的读取，另两条金属导线用于数据的写入。两条数据读取金属导线相互垂直，用于选择交叉处的存储单元进行数据读取；两条数据写入金属导线也相互垂直，用于选择交叉交的存储单元进行数据写入。存储阵列由存储单元组成，并由十字交叉的读取和写入金属导线构成网状结构。 

根据本发明的另一个方面，提供一种新型的电场调制型存储单元的阵列。 

所述存储阵列的存储单元采用无晶体管结构。所述存储单元依靠依次沉积于衬底上的底层、功能层和导电层来实现数据的存储。通过施加电压于底层和导电间，可以改变导电层的电阻率，进而实现数据的读和写。每个单元和4条金属导线相连。其中两条金属导线用于数据的读取，另两条金属导线用于数据的写入。两条数据读取金属导线相互垂直，用于选择交叉处的存储单元进行数据读取；两条数据写入金属导线也相互垂直，用于选择交叉交的存储单元进行数据写入。存储阵列由存储单元组成，并由十字交叉的读取和写入金属导线构成网状结构。 

另外，类似于上述所用读写结构，本发明提出的存储单元多层膜还可以采用：底层、基片衬底、功能层、缓冲层、绝缘层和导电层结构。 

另外，类似于上述所用读写结构，本发明提出的存储单元多层膜还可以采用：底层、基片衬底、功能层和导电层结构。 

另外，类似于上述所用读写结构，本发明提出的存储单元多层膜还可以采用：底层、功能衬底层、缓冲层、绝缘层和导电层结构。 

另外，类似于上述所用读写结构，本发明提出的存储单元多层膜还可以采用：底层、功能衬底层和导电层结构。 

根据本发明的另一个方面，提供一种新型的电场调制型存储单元的阵列。其中存储单元中的电场不采用垂直方向施加方式，而采用面内施加方式。其结构为底层、功能衬底层、绝缘层和导电层结构。是电场施加电极在功能层面内两端，进而实施面内电场的施加。 

另外，类似于上述所用读写结构，本发明提出的存储单元多层膜还可以采用：底层、功能衬底层和导电层结构。 

根据本发明的又一个方面，提供又一种新型的电场调制型存储单元的阵列。 

所述存储阵列的存储单元采用具有晶体管结构。所述存储单元依靠依次沉积于晶体管上方的底层、功能层、缓冲层、绝缘层和导电层来实现数据的存储。通过晶体管栅极的金属连接导线和读取数据金属线或写入数据金属线配合对存储单元进行选择。晶体管栅极的金属连接和读取数据金属线以及写入数据金属线相互垂直，用于选择交叉处的存储单元进行数据读取或写入。存储阵列由存储单元组成，并由十字交叉的读取和写入金属导线构成网状结构。