[发明专利]一种铁电阻变存储器及其写入方法、读取方法和制备方法

权利要求书

1.一种铁电阻变存储器，其特征在于，包括依次堆叠设置的衬底层、底电极、开关层和顶电极；

所述开关层包括铁电层以及与所述铁电层相邻设置的至少一层半导体层；

所述铁电层在电场所用下发生极化，用于改变所述开关层的势垒；

所述铁电阻变存储器还包括位于所述衬底层与所述底电极之间的缓冲层，所述缓冲层用于匹配所述铁电层；

所述缓冲层的晶格常数介于所述衬底层与所述铁电层之间，且所述底电极的晶格常数介于所述铁电层与所述缓冲层之间；

所述半导体层材料包括氧化物半导体材料，所述半导体层的厚度为1-10纳米；

所述开关层包括铁电层以及位于所述铁电层靠近所述顶电极一侧的第一半导体层；

所述第一半导体层为N型半导体层。

2.根据权利要求1所述的铁电阻变存储器，其特征在于，所述开关层包括铁电层以及位于所述铁电层靠近所述底电极一侧的第二半导体层；

所述第二半导体层为P型半导体层。

3.根据权利要求1所述的铁电阻变存储器，其特征在于，所述开关层包括依次堆叠于所述底电极远离所述衬底层一侧的第三半导体层、铁电层和第四半导体层；

所述第三半导体层为P型半导体层；

所述第四半导体层为N型半导体层。

4.根据权利要求1所述的铁电阻变存储器，其特征在于，所述开关层还包括位于所述铁电层与所述半导体层之间的绝缘层，所述绝缘层用于调节所述开关层的势垒。

5.一种铁电阻变存储器的写入方法，其特征在于，所述铁电阻变存储器包括依次堆叠设置的衬底层、底电极、开关层和顶电极；

所述开关层包括铁电层以及与所述铁电层相邻设置的至少一层半导体层；

所述铁电阻变存储器还包括位于所述衬底层与所述底电极之间的缓冲层，所述缓冲层用于匹配所述铁电层；

所述缓冲层的晶格常数介于所述衬底层与所述铁电层之间，且所述底电极的晶格常数介于所述铁电层与所述缓冲层之间；

所述半导体层材料包括氧化物半导体材料，所述半导体层的厚度为1-10纳米；

所述开关层包括铁电层以及位于所述铁电层靠近所述顶电极一侧的第一半导体层；

所述第一半导体层为N型半导体层；

所述铁电阻变存储器的写入方法包括：

获取所述铁电阻变存储器的写入指令；

根据所述写入指令向所述铁电层施加电压信号，以使所述铁电层发生极化，改变所述开关层的势垒；

根据所述势垒获取所述开关层的第一电阻值；

根据所述第一电阻值对所述铁电阻变存储器进行写入操作。

6.一种铁电阻变存储器的读取方法，其特征在于，所述铁电阻变存储器包括依次堆叠设置的衬底层、底电极、开关层和顶电极；

所述开关层包括铁电层以及与所述铁电层相邻设置的至少一层半导体层；

所述铁电阻变存储器还包括位于所述衬底层与所述底电极之间的缓冲层，所述缓冲层用于匹配所述铁电层；

所述缓冲层的晶格常数介于所述衬底层与所述铁电层之间，且所述底电极的晶格常数介于所述铁电层与所述缓冲层之间；

所述半导体层材料包括氧化物半导体材料，所述半导体层的厚度为1-10纳米；

所述开关层包括铁电层以及位于所述铁电层靠近所述顶电极一侧的第一半导体层；

所述第一半导体层为N型半导体层；

所述铁电阻变存储器的读取方法包括：

获取所述铁电阻变存储器的读取指令；

根据所述读取指令向所述开关层施加电流信号，获取所述开关层的第二电阻值；

根据所述第二电阻值对所述铁电阻变存储器进行读取操作。

7.一种铁电阻变存储器的制备方法，其特征在于，包括：

提供一衬底层；

在所述衬底层一侧制备底电极；

在所述底电极远离所述衬底层的一侧制备开关层；

在所述开关层远离所述铁电层的一侧制备顶电极；

其中，所述开关层包括铁电层以及与所述铁电层相邻设置的至少一层半导体层；

所述铁电层在电场所用下发生极化，用于改变所述开关层的势垒；

在所述衬底层一侧制备底电极之前还包括：

在所述衬底层一侧制备缓冲层；在所述衬底层一侧制备底电极包括：

在所述缓冲层远离所述衬底层的一侧制备底电极；

所述缓冲层用于匹配所述铁电层；

所述缓冲层的晶格常数介于所述衬底层与所述铁电层之间，且所述底电极的晶格常数介于所述铁电层与所述缓冲层之间；

所述半导体层材料包括氧化物半导体材料，所述半导体层的厚度为1-10纳米；

所述开关层包括铁电层以及位于所述铁电层靠近所述顶电极一侧的第一半导体层；

所述第一半导体层为N型半导体层。