[发明专利]基于源/漏电极区差异性铁电极化的四态铁电晶体管存储器的操作方法

权利要求书

1.一种基于源/漏电极区差异性铁电极化的四态铁电晶体管存储器的操作方法，铁电晶体管的结构为：一对源/漏极，一个栅极，一个半导体沟道层和一个铁电层；其特征在于，通过对源漏栅三极上所施加电压的合理调控，实现对源极区和漏极区铁电膜的差异性极化，通过不同的极化状态组合，在一个铁电晶体管器件上实现四个状态存取操作。

2.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，将铁电层内电偶极子取向方向向上的极化状态定义为正极化态，当铁电膜内电偶极子取向方向向下的极化状态定义为负极化态；栅极和源极间电压记为V_GS，栅极和漏极间电压记为V_GD，漏源间电压记为V_DS，漏源间电流记为I_DS，栅源间电流记为I_GS，铁电膜矫顽电压为V_C；四态存储信息的写入操作如下：

写入状态1：V_GS和V_GD为正值且均大于V_C时，源极区和漏极区的铁电膜均正极化；

写入状态2：V_GS和V_GD为负值且两者绝对值均大于V_C时，源极区和漏极区的铁电膜均负极化；

写入状态3：V_GS为正值且大于V_C,同时V_GD为负值且其绝对值大于V_C时，源极区铁电膜正极化，而漏极区铁电膜负极化；此时I_DS电流值介于关态和开态电流值之间；实际操作时，在写入状态2的基础上，施加正的V_DS和V_GS值，且保证V_DS<V_C<V_GS，实现状态3的写入；

写入状态4：V_GD为正值且大于V_C,同时V_GS为负值且其绝对值大于V_C时，源极区铁电膜负极化，而漏极区铁电膜正极化；此时I_DS电流值介于关态和开态电流值之间；实际操作时，在写入状态1的基础上，施加负的V_DS和V_GS值，且保证|V_DS|<V_C<|V_GS|，实现状态4的写入。

3.根据权利要求2所述的操作方法，其特征在于，所采用的铁电材料选自有机铁电小分子、铁电聚合物、无机铁电陶瓷、无机铁电晶体、二维铁电体。

4.根据权利要求2所述的操作方法，其特征在于，所采用的半导体材料选自硅半导体、氧化物半导体、有机半导体、二维半导体材料。

5.根据权利要求2所述的操作方法，其特征在于，所述的铁电晶体管的结构为顶栅顶接触、顶栅底接触、底栅底接触或底栅顶接触。