铁电存储器的制作方法

本申请实施例涉及存储器领域，尤其涉及一种铁电存储器。

背景技术：

1、随着电子技术的发展，数据存储技术得到了快速的提升。铁电随机存储器(feram，ferroelectric random access memory)(也称为“铁电存储器”)，由于具有较快的读写速度、非易失性等特点，得到了广泛的关注。feram的存储单元通常由晶体管和包括铁电薄膜的电容组成。

2、传统技术中，feram的一个存储单元通常由两个晶体管和两个电容形成，简称2t2c(2transistors and 2capacitors)结构。该2t2c结构的feram中，每一个存储单元的尺寸较大，导致feram的存储密度较低。为了提高feram的存储密度，业界进一步提出采用1t1c(onetransistor and one ferroelectric capacitor)结构的feram，即一个单元由1个晶体管和一个电容组成，如图1所示。在图1中，为了从存储单元中读取“0”、“1”数据，需要向放大器f输入参考电压信号vref，以使放大器f将位线bl上的电压信号与参考电压信号vref进行比较。然而，当前1t1c结构的feram中，无论是从存储单元中读取数据“0”还是数据“1”，位线上的电压信号均朝向同一方向变化，如图1中所示的读“0”和读“1”时序。这就需要设置合理的参考电压信号vref，使得读“0”时位线bl上的电位低于参考电压信号vref，读“1”时位线bl上的电位高于参考电压信号vref。这就对参考电压信号vref的电压值提出了更高的要求，增加了参考电压值的选择难度。由此，如何在提高frma的存储密度的情况下、简化frma的数据读取的设计成为需要解决的问题。

技术实现思路

1、本申请实施例提供的铁电存储器，可以提高feram的存储密度的情况下、简化feram的数据读取的设计。为达到上述目的，本申请采用如下技术方案。

2、第一方面，本申请实施例提供一种铁电存储器，包括：读写控制器、多个存储单元、多条位线、多条字线、多条板线和放大器；所述多个存储单元中的第一存储单元包括晶体管和多个电容，所述晶体管的栅极与所述多条字线中的第一字线连接，所述晶体管的源极与所述多条位线中的第一位线连接，所述多个电容的第一极板与所述晶体管的漏极连接，所述多个电容的第二极板分别对应连接至所述多条板线，所述放大器连接在所述第一位线和所述多条位线中的第二位线之间，其中，所述多个电容均为铁电薄膜电容；所述读写控制器，响应于接收到从所述多个电容中的第一电容读取数据，在第一时段控制所述晶体管导通、向所述第一位线和所述第二位线提供第一信号，向与所述第一电容连接的第一板线提供第二信号；在第二时段控制所述晶体管关断、向所述第一位线和所述第二位线提供第三信号，向所述第一板线提供第四信号；在第三时段控制所述晶体管导通；在第四时段控制所述放大器使能，所述第一时段、所述第二时段、所述第三时段和所述第四时段为连续的时段；所述放大器，在所述第四时段对所述第一位线上的信号和所述第二位线上的信号放大，分别生成第五信号和第六信号，以及将所述第五信号输出。

3、本申请实施例中第一位线上的电位围绕第三信号的电位抬升或降低，与现有技术中需要设置合适的参考电压信号相比，本申请实施例可以不需要额外增加参考电压信号的选取，可以极大简化从feram读取数据的设计；另外，本申请实施例提供的铁电存储器中，读写控制器在第二时段同时向第一位线和第二位线提供第三信号，可以实现以使得第一位线上的电位围绕第三信号的电位抬升或降低，因此，本申请实施例提供的feram不需要考虑由于基准电位偏移导致数据读取不准确的问题，与现有技术中额外设置参考电压信号相比，还可以提高feram数据读取的稳定性。另外，本申请实施例通过采用同一个晶体管连接多个电容的方式，可以使得一个存储单元可以存储更多个比特位，从而可以提高feram的存储密度。

4、在一种可能的实现方式中，所述读写控制器还用于：在第五时段，向所述第一板线提供第七信号，其中，所述第五时段是所述第四时段之后且与所述第四时段连续的时段。

5、在一种可能的实现方式中，所述第一信号与所述第四信号之间的电位差，使所述第一电容中的铁电薄膜极化方向翻转；所述第二信号与所述第一信号之间的电位差、以及所述第二信号与所述第四信号之间的电位差，均保持所述铁电薄膜的极化方向不变；所述第三信号的电位，位于所述第一信号的电位与所述第二信号的电位之间；所述第七信号的电位与所述第一信号的电位相同。

6、在一种可能的实现方式中，所述第一信号为低电平信号；所述第四信号为高电平信号；所述第二信号的电位为所述第四信号的电位的二分之一。

7、在一种可能的实现方式中，所述第一信号为高电平信号；所述第四信号为低电平信号；所述第二信号的电位为所述第一信号的电位的二分之一。

8、在一种可能的实现方式中，所述读写控制器还用于：在第六时段，向所述第一板线提供第八信号，向所述第一位线和所述第二位线提供第九电压信号，所述第八信号和所述第九信号的电位，与所述第二信号的电位相同；在第七时段，控制所述晶体管关断。

9、在一种可能的实现方式中，所述读写控制器还用于：在所述第一时段至所述第四时段的任意时段，向所述多条板线中除所述第一板线之外的任意板线提供第十信号，所述第十信号的电位与所述第二信号的电位相同。

10、在一种可能的实现方式中，所述铁电存储器还包括均衡器，所述均衡器连接在所述第一位线和所述第二位线之间；所述均衡器用于：在所述第一时段从所述读写控制器接收所述第一信号，以及将所述第一信号提供至所述第一板线和所述第二板线；在所述第二时段从所述读写控制器接收所述第二信号，以及将所述第二信号提供至所述第一板线和所述第二板线；在所述第六时段从所述读写控制器接收所述第九信号，以及将所述第九信号提供至所述第一板线和所述第二板线。

11、在一种可能的实现方式中，所述读写控制器还用于：响应于接收到向所述第一电容写入数据，在第八时段，控制所述晶体管导通，向所述第一板线提供第十一信号，向所述第一位线提供第十二信号；其中，所述第十一信号与所述第十二信号之间的电位差，使所述第一电容中的铁电薄膜极化方向翻转。

12、在一种可能的实现方式中，所述读写控制器还用于：在第九时段，向所述第一板线提供第十三信号，所述第十三信号的电位为所述第二电压信号；所述第十三信号与所述第十一信号之间的电位差、以及所述第十三信号与所述第十二信号之间的电位差，均使所述铁电薄膜的极化方向不变；所述第九时段为所述第八时段之后、且与所述第八时段连续的时段。

技术特征：

1.一种铁电存储器，其特征在于，包括读写控制器、多个存储单元、多条位线、多条字线、多条板线和放大器；

2.根据权利要求1所述的铁电存储器，其特征在于，所述读写控制器还用于：

3.根据权利要求2所述的铁电存储器，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的铁电存储器，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的铁电存储器，其特征在于，

6.根据权利要求1-5任一项所述的铁电存储器，其特征在于，所述读写控制器还用于：

7.根据权利要求1-6任一项所述的铁电存储器，其特征在于，所述读写控制器还用于：

8.根据权利要求6所述的铁电存储器，其特征在于，所述铁电存储器还包括均衡器，所述均衡器连接在所述第一位线和所述第二位线之间；所述均衡器用于：

9.根据权利要求1-8任一项所述的铁电存储器，其特征在于，所述读写控制器还用于：

10.根据权利要求9所述的铁电存储器，其特征在于，所述读写控制器还用于：

技术总结本申请实施例提供了一种铁电存储器，该铁电存储器中的第一存储单元包括晶体管和多个电容，多个电容的第一极板与晶体管的漏极连接，多个电容的第二极板分别对应连接至多条板线，多个电容均为铁电薄膜电容；读写控制器，响应于接收到从多个电容中的第一电容读取数据，在第一时段控制晶体管导通、向第二位线和与晶体管连接的第一位线提供第一信号，向与第一电容连接的第一板线提供第二信号；在第二时段控制晶体管关断、向第一位线和第二位线提供第三信号，向第一板线提供第四信号；在第三时段控制晶体管导通；在第四时段控制放大器使能。该铁电存储器，可以在提高铁电存储器的存储密度的情况下、简化铁电存储器的数据读取的设计。技术研发人员：徐亮,卜思童,方亦陈,刘晓真,许俊豪受保护的技术使用者：华为技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15