一种铁电存储器的控制方法以及相关装置与流程

本技术涉及存储领域，尤其涉及一种铁电存储器的控制方法以及相关装置。背景技术：铁电存储器利用铁电材料可以发生自发极化，且极化强度能够随外电场作用而重新取向的特点进行存储。具体来说，铁电材料处于电场中时，自发极发；当电场撤去时，部分极化状态仍可保持，此时的极化强度称为剩余极化强度；然后利用剩余极化强度方向的不同，施加相同方向的电场，使得铁电翻转电荷不同，这样根据翻转电荷的不同用于存储信息0和1。其翻转电荷与电压之间的关系可以如图1所示。目前铁电存储器在写入的操作方式通常是在写入时采用强写(即铁电材料的电荷完成full-loop的翻转)，而读取操作在读取消息0时，破坏操作为弱写，回写操作为强写，如果连续读取的话会造成铁电材料的两种状态不平衡，使铁电材料中的电荷翻转向一侧偏移。即铁电存储器在写入操作时的电荷full-loop的翻转将导致该铁电存储器随着使用时间的增加，其写入性能有劣化的趋势。

背景技术

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种铁电存储器的控制方法以及相关装置，用于使得铁电存储器在写入与读取操作过程中稳定的进入铁电器件的部分翻转，从而提升铁电器件的耐久性能，同时可以有效地平衡铁电材料的正负应力平衡，从而减轻印迹效应。

2、第一方面，本技术提供一种铁电存储器的控制方法，其具体操作如下：该铁电存储器的控制装置在写入操作的第一时间段内，将预充线的电压设置为第一电压并将浮栅的电压预充至第二电压，其中，该第一电压大于该第二电压，该第一电压减去该第二电压的差值用于导通该预充线上的晶体管；在该写入操作的第二时间段内，将该预充线的电压设置为0伏特v，并设置选中铁电存储单元的电压为第三电压，该第三电压与该第二电压用于写入待写入数据。本技术提供的技术方案中，在进行写入操作时，对该铁电存储器中选中的铁电存储单元的一端进行预充，从而使得铁电存储单元的一端为固定电压，而另一端为floating状态，即与该铁电存储单元进行读取操作时的状态相似，这样使得该铁电存储单元中铁电材料的电荷不必进行full-loop的翻转，从而提升该铁电存储器中的铁电器件的耐久性，同时可以有效地平衡铁电材料的正负应力平衡，从而减轻印迹效应。

3、可选的，根据写入消息的不同，该铁电存储器的电容器之间加载的电场的极性不同，即其电容器两端的电压不同，具体来说，在该待写入数据为0时，该第三电压大于该第二电压；在该待写入数据为1时，该第三电压小于该第二电压。

4、可选的，在该铁电存储器的电容器两端的电压不相同时，其具体设置情况可以如下：在待写入数据为0时，该第二电压为0v，该第三电压为第一预设值，其中，该第一预设值小于该第一电压但大于0v；在该待写入数据为1时，该第二电压为该第一预设值，该第三电压为0v。

5、可选的，基于上述方案，在此控制方法中还可以包括读取操作的控制方法，具体包括：在读取操作的第一时间段内，将该预充线的电压设置为该第一电压并将该浮栅的电压预充至该第二电压，其中，该第一电压大于该第二电压，该第一电压减去该第二电压的差值用于导通该预充线上的晶体管，该第二电压大于0v；在该读取操作的第二时间段内，将该预充线的电压设置为0v，并设置选中铁电存储单元的电压为0v。

6、可选的，基于上述方案，在此控制方法中还可以包括读取操作的控制方法，具体包括：

7、在读取操作的第一时间段内，将该预充线的电压设置为该第一电压并将该浮栅的电压预充至0v，其中，该第一电压用于导通该预充线上的晶体管；在该读取操作的第二时间段内，将该预充线的电压设置为0v，并设置选中铁电存储单元的电压为该第二电压，该第一电压大于该第二电压且该第二电压大于0v。

8、可选的，该铁电存储器的铁电存储单元的可以具有不同的结构，比如一个传输管一个电容(one transistor one capacitor，1t1c)结构、一个传输管n个电容(onetransistor n capacitor，1tnc)1tnc结构、2t1c结构、2t2c结构或者2tnc结构等等，根据结构的不同，该控制装置在设置该选中铁电存储单元的电压具有不同的方式：

9、一种可能实现方式中，该预充线为控制线，该控制装置可以设置该选中铁电存储单元中的选中字线的电压为该第三电压。

10、另一种可能实现方式中，该预充线为选中字线，则该控制装置可以设置该选中铁电存储单元中的选中板线的电压为该第三电压。

11、第二方面，本技术提供一种铁电存储器的控制装置，该装置具有实现上述第一方面中铁电存储器的控制装置行为的功能。该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。

12、在一个可能的实现方式中，该装置包括用于执行以上第一方面各个步骤的单元或电路。例如，该装置包括：第一设置电路，用于在写入操作的第一时间段内，将预充线的电压设置为第一电压并将浮栅的电压预充至第二电压，其中，该第一电压大于该第二电压，该第一电压减去该第二电压的差值用于导通该预充线上的晶体管；第二设置电路，用于在该写入操作的第二时间段内，将该预充线的电压设置为0伏特v，并设置选中铁电存储单元的电压为第三电压，该第三电压与该第二电压用于写入待写入数据。

13、可选的，还包括存储电路，用于保存铁电存储器的控制装置必要的程序指令和数据。

14、在一种可能的实现方式中，该装置包括：处理器和收发器，该处理器被配置为支持铁电存储器的控制装置执行上述第一方面提供的方法中相应的功能。收发器用于指示铁电存储器的控制装置和其他装置之间的通信，比如接收其他装置发送的写入消息0或者写入消息1或者读取消息的指令。可选的，此装置还可以包括存储器，该存储器用于与处理器耦合，其保存铁电存储器的控制装置必要的程序指令和数据。

15、在一种可能的实现方式中，当该装置为铁电存储器的控制装置内的芯片时，该芯片包括：处理模块和收发模块，该处理模块例如可以是处理器，此处理器用于在写入操作的第一时间段内，将预充线的电压设置为第一电压并将浮栅的电压预充至第二电压，其中，该第一电压大于该第二电压，该第一电压减去于该第二电压的差值至少大于用于导通该预充线上的晶体管的导通阈值；在该写入操作的第二时间段内，将该预充线的电压设置为0伏特v，并设置选中铁电存储单元的电压为第三电压，该第三电压与该第二电压形成的电场对应待用于写入待写入数据。该收发模块例如可以是该芯片上的输入/输出接口、管脚或电路等，将写入或读取的指令传送给与此芯片耦合的其他芯片或模块中。该处理模块可执行存储单元存储的计算机执行指令，以支持铁电存储器的控制装置执行上述第一方面提供的方法。可选地，该存储单元可以为该芯片内的存储单元，如寄存器、缓存等，该存储单元还可以是位于该芯片外部的存储单元，如只读存储器(read-only memory，rom)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，ram)等。

16、在一种可能实现方式中，该装置包括通信接口和逻辑电路，该通信接口用于接收写入指令；该逻辑电路，用于在写入操作的第一时间段内，将预充线的电压设置为第一电压并将浮栅的电压预充至第二电压，其中，该第一电压大于该第二电压，该第一电压减去该第二电压的差值用于导通该预充线上的晶体管；在该写入操作的第二时间段内，将该预充线的电压设置为0伏特v，并设置选中铁电存储单元的电压为第三电压，该第三电压与该第二电压用于写入待写入数据。

17、其中，上述任一处提到的处理器，可以是一个通用中央处理器(centralprocessing unit，cpu)，微处理器，特定应用集成电路(application-specificintegrated circuit，asic)，或一个或多个用于控制上述各方面数据传输方法的程序执行的集成电路。

18、第三方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机存储介质存储有计算机指令，该计算机指令用于执行上述各方面中任意一方面任意可能的实施方式该的方法。

19、第四方面，本技术实施例提供一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面中任意一方面该的方法。

20、第五方面，本技术提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于支持铁电存储器的控制装置实现上述方面中所涉及的功能，例如生成或处理上述方法中所涉及的数据和/或信息。在一种可能的设计中，该芯片系统还包括存储器，该存储器，用于保存铁电存储器的控制装置必要的程序指令和数据，以实现上述各方面中任意一方面的功能。该芯片系统可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。