铁电存储器及其刷新方法、存储设备及电子设备与流程

本技术涉及存储，尤其涉及一种铁电存储器及其刷新方法、存储设备及电子设备。

背景技术：

1、铁电随机存储器(ferroelectric random access memory，feram)，也可以称为“铁电存储器”，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数据存储；当电场撤去时，部分极化状态仍可保持，该极化强度称为剩余极化强度，利用剩余极化强度方向的不同，施加相同方向的电场，翻转电荷不同，可以用于存储数据“0”和“1”。

2、1tnc结构的铁电存储器的存储单元包括一个存取晶体管(transistor，简写为t)和多个铁电电容(capacitor，简写为c)，存取晶体管的栅极与字线连接，存取晶体管的第一端与位线连接，多个铁电电容的第一极板均与存取晶体管的第二端连接，每一个铁电电容可以用于存储1位数据，但在访问这其中的任一个铁电电容存储的数据时，由于多个铁电电容的第一极板均与存取晶体管的第二端连接，会导致其他未被选中的铁电电容承受干扰，承受干扰次数过多会导致铁电电容存储的数据失效，因此需要对铁电电容存储的数据需要刷新，例如在整个存储库访问次数达到预设次数后刷新整个存储库，但这样的刷新方式的效率较低。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种铁电存储器及其刷新方法、存储设备及电子设备，以改善铁电存储器的刷新效率较低的问题。

2、第一方面，提供了一种铁电存储器，铁电存储器包括：主存储阵列以及计数电路，主存储阵列包括多条字线及多个存储单元，字线沿第一方向延伸，沿第一方向分布的多个存储单元连接同一条字线；存储单元包括存取晶体管与多个铁电电容，存取晶体管与多个铁电电容的第一极板连接，字线被配置为控制存储单元中存取晶体管的导通状态，当存取晶体管导通时，可以向铁电电容中写入数据或者读取铁电电容存储的数据，计数电路与主存储阵列的多条字线连接，计数电路被配置为对多条字线的访问次数计数；主存储阵列被配置为当多条字线的访问次数计数的结果达到预设次数时，刷新多条字线所连接的存储单元。

3、本技术实施例提供的方案，利用计数电路对主存储阵列中的多条字线的总访问次数计数，当多条字线的总的访问达到预设次数时，将多条字线连接的存储单元刷新，而不是对整个存储库刷新，在存储库的总访问次数达到预设次数时刷新整个存储库可能会导致部分字线上的存储单元的访问次数还较少甚至没有被访问，这样会导致刷新次数增多，刷新效率降低，本技术的实施例对多条字线的访问次数计数，对多条字线进行刷新控制，而不是对整个存储库刷新，可以提高刷新的精度，提高刷新的效率。

4、在一种可能的实现方式中，计数电路包括映射电路及镜像存储阵列，镜像存储阵列包括：字线、位线和板线以及多个存储单元，镜像存储阵列的存储单元包括存取晶体管和多个铁电电容，其中，存取晶体管的栅极与字线连接，存取晶体管的第一端与镜像存储阵列的位线连接，存取晶体管的第二端连接多个铁电电容的第一极板，多个铁电电容中的第一铁电电容的第二极板与镜像存储阵列的板线中的第一板线连接，多个铁电电容中的第二铁电电容的第二极板与镜像存储阵列的板线中的第二板线连接；镜像存储阵列中的铁电电容被配置为存储第一逻辑值，镜像存储阵列的字线被配置为第一电平状态，以使镜像存储阵列中的存取晶体管被配置为导通状态；主存储阵列的多条字线通过映射电路与镜像存储阵列中的一条位线对应连接。

5、本技术实施例提供的计数电路，利用镜像存储阵列进行模糊计数，主存储阵列上多条字线的访问次数可以被映射到镜像存储阵列中的一条位线上的存储单元上，镜像存储阵列的字线被配置为第一电平状态，以将镜像存储阵列中的存取晶体管全部配置为导通状态，这样主存储阵列上多条字线的每一次被访问都会对其对应的镜像存储阵列中的位线上的铁电电容造成干扰，利用铁电材料的特性进行模糊技术，当镜像存储阵列的铁电电容承受干扰次数达到铁电材料的性能指标时，存储的数据会发生翻转，可以用于指示主存储阵列的多条字线的访问次数达到了预设次数。

6、在一种可能的实现方式中，主存储阵列还包括：位线和板线；主存储阵列的存取晶体管的栅极与主存储阵列的字线连接，存取晶体管的第一端与主存储阵列的位线连接，存取晶体管的第二端连接多个铁电电容的第一极板；多个铁电电容中的第一铁电电容的第二极板与主存储阵列的板线中的第一板线连接，多个铁电电容中的第二铁电电容的第二极板与主存储阵列的板线中的第二板线连接。

7、在一种可能的实现方式中，主存储阵列包括多组字线，每一组字线包括多条字线，主存储阵列的多组字线与镜像存储阵列的位线一一对应。

8、在一种可能的实现方式中，映射电路包括多路复用器，主存储阵列的一组字线通过多路复用器与一条镜像存储阵列中的位线连接，从而主存储阵列的一组字线上任一条字线被访问时，都可以被映射到镜像存储阵列的位线上，以对主存储阵列的一组字线的访问次数计数。

9、在一种可能的实现方式中，当镜像存储阵列中的位线所连接铁电电容存储的第一逻辑值转变为状态相反的第二逻辑值时，确定镜像存储阵列中位线所连接的主存储阵列中的多条字线的访问次数达到预设次数。

10、第二方面，本技术实施例还提供了一种铁电存储器的刷新方法，其中，铁电存储器包括：主存储阵列以及计数电路，主存储阵列包括多条字线及多个存储单元，字线沿第一方向延伸，沿第一方向分布的多个存储单元连接同一条字线；存储单元包括存取晶体管与多个铁电电容，存取晶体管与多个铁电电容的第一极板连接，字线被配置为控制存储单元中存取晶体管的导通状态，计数电路与多条字线连接，方法包括：计数电路对主存储阵列中的多条字线的访问次数计数；当主存储阵列中的多条字线的访问次数计数的结果达到预设次数时，刷新主存储阵列中多条字线所连接的存储单元。

11、在一种可能的实现方式中，计数电路包括映射电路及镜像存储阵列，镜像存储阵列包括：字线、位线和板线以及多个存储单元，镜像存储阵列的存储单元包括存取晶体管和多个铁电电容，其中，存取晶体管的栅极与字线连接，存取晶体管的第一端与镜像存储阵列的位线连接，存取晶体管的第二端连接多个铁电电容的第一极板，多个铁电电容中的第一铁电电容的第二极板与镜像存储阵列的板线中的第一板线连接，多个铁电电容中的第二铁电电容的第二极板与镜像存储阵列的板线中的第二板线连接，镜像存储阵列中的铁电电容被配置为存储第一逻辑值，镜像存储阵列的字线被配置为第一电平状态，以使镜像存储阵列中的存取晶体管被配置为导通状态，主存储阵列的多条字线通过映射电路与镜像存储阵列中的一条位线对应连接，方法还包括：当镜像存储阵列中的位线连接的铁电电容存储预先存储的第一逻辑值翻转为状态相反的第二逻辑值时，确定镜像存储阵列中的位线对应的主存储阵列中的多条字线的访问次数达到预设次数。

12、在一种可能的实现方式中，当主存储阵列中的多条字线的访问次数计数的结果达到预设次数时，刷新主存储阵列中多条字线所连接的存储单元后，方法还包括：刷新镜像存储阵列中位线连接的所有存储单元，由于镜像存储阵列中一条位线上连接的所有存储单元承受的干扰是一致的，因此在对主存储阵列中的多条字线的访问次数计数的结果达到预设次数时，镜像存储阵列的这一条位线上的所有铁电电容存储的数据都发生了翻转，因此将主存储阵列的多条字线上的存储单元刷新的同时，也将镜像存储阵列上这一条位线连接的所有存储单元刷新，这样可以重新对刷新后的主存储阵列的多条字线的访问次数计数。

13、第三方面，本技术实施例还提供一种存储设备，包括控制器以及如第一方面任一种实现方式提供的铁电存储器，控制器与铁电存储器耦合，用于控制铁电存储器读写数据。

14、第四方面，本技术实施例还提供一种电子设备，电子设备包括处理器以及与处理器连接的铁电存储器，其中，铁电存储器为第一方面任一种实现方式提供的铁电存储器。