一种存储单元、存储器及存储器的控制方法与流程

本公开涉及半导体存储，尤其涉及一种存储单元、存储器及存储器的控制方法。

背景技术：

1、随着半导体器件的广泛使用，利用半导体晶体管结合电容器所组成的1t1c结构经常被用作存储单元来构成存储器，尤其是动态随机存取存储器(dram，dynamic randomaccess memory)。基于dram存储器特性，电容器中所存储的电荷会随着时间流失而不断丢失，因此需要通过自刷新操作来保证数据存储的正确性。但是，电容器中电荷的流逝速度受环境温度影响，因此通过温度传感器对存储器的环境温度进行检测可作为自刷新率调节的依据，但是，温度传感器通常独立设置在存储阵列之外，虽然也可以实现温度检测的目的，但得到的温度检测结果只能反应存储阵列整体的环境温度，无法对准确反应电容器结构实际的温度情况，可能导致自刷新率无法匹配电容器的电荷流失情况。

技术实现思路

1、本公开实施例的目的在于提供一种存储单元、存储器及存储器的控制方法，用以解决现有技术中温度传感器无法准确反映电容器结构实际温度，导致自刷新率无法匹配电容器的电荷流失情况的问题。

2、本公开的实施例采用如下技术方案：一种存储单元，包括：由下至上依次堆叠的基板、温度传感器层、绝缘层和存储结构层；其中，所述温度传感器层至少包括由下至上依次堆叠的下电极层、介质层和上电极层，所述存储结构层至少包括晶体管结构和电容结构，所述上电极层在所述基板上的正投影与所述电容结构在所述基板上的正投影之间至少部分重合，以使所述电容结构的环境温度经由所述上电极层作用至所述介质层，以改变所述介质层的电阻特性。

3、在一些实施例中，所述介质层至少由以下任意一种材料制成：石墨烯、聚偏二氟乙烯、热敏电阻材料。

4、在一些实施例中，所述绝缘层至少由以下任意一种材料制成：氮化硅、氮化铝、硅氧化物、氧化铝。

5、在一些实施例中，相邻的所述存储单元的所述下电极层之间互相连通，相邻的所述存储单元的所述上电极层之间互相绝缘。

6、本公开实施例还提供了一种存储器，至少包括：存储阵列，所述存储阵列由多个如上述的存储单元按阵列排布而成；温度检测电路，与所述存储阵列中的各个温度传感器连接，用于获取所述温度传感器对应的存储结构的环境温度；控制单元，用于在刷新模式下，接收所述环境温度，并根据所述环境温度确定所述存储结构的自刷新率；刷新电路，用于在刷新模式下，接收所述自刷新率，并根据所述自刷新率对所述存储结构中的电容结构进行刷新。

7、在一些实施例中，所述控制单元具体用于：接收所有所述存储结构的环境温度；在所有所述环境温度中确定最高温度，并基于所述最高温度确定最低自刷新率，以使所述刷新电路基于所述最低自刷新率对所述电容结构进行刷新。

8、在一些实施例中，所述控制单元还用于：在刷新模式下，向所述温度传感器的下电极层和上电极层供电，以使所述温度检测电路根据所述温度传感器的阻值情况确定所述存储结构的环境温度。

9、本公开实施例还提供了一种如上述的存储器的控制方法，至少包括：接收温度检测电路所检测的存储结构的环境温度；根据所述环境温度，确定所述存储结构的自刷新率，以使所述刷新电路基于所述自刷新率对所述存储结构进行刷新。

10、在一些实施例中，所述根据所述环境温度，确定所述存储结构的自刷新率，以使所述刷新电路基于所述自刷新率对所述存储结构进行刷新，包括：在所有所述环境温度中确定最高温度；基于所述最高温度确定最低自刷新率，以使所述刷新电路基于所述最低自刷新率对所述电容结构进行刷新。

11、在一些实施例中，所述接收温度检测电路所检测的存储结构的环境温度之前，还包括：向所述温度传感器的下电极层和上电极层供电，以使所述温度检测电路根据所述温度传感器的阻值情况确定所述存储结构的环境温度。

12、本公开实施例的有益效果在于：通过对存储单元的结构进行调整，在存储结构下方集成温度传感器层，利用温度传感器层中上电极层对温度的传递，使介质层的电阻特性随温度变化，实现针对当前存储结构的环境温度感测，使基于环境温度所实现的自刷新率得到有针对性的调节，避免出现自刷新率无法匹配电容器的电荷流失情况的问题。

技术特征：

1.一种存储单元，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的存储单元，其特征在于，所述介质层至少由以下任意一种材料制成：石墨烯、聚偏二氟乙烯、热敏电阻材料。

3.根据权利要求1所述的存储单元，其特征在于，所述绝缘层至少由以下任意一种材料制成：氮化硅、氮化铝、硅氧化物、氧化铝。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的存储单元，其特征在于，相邻的所述存储单元的所述下电极层之间互相连通，相邻的所述存储单元的所述上电极层之间互相绝缘。

5.一种存储器，其特征在于，至少包括：

6.根据权利要求5所述的存储器，其特征在于，所述控制单元具体用于：

7.根据权利要求5或6所述的存储器，其特征在于，所述控制单元还用于：

8.一种如权利要求5至7中任一项所述的存储器的控制方法，其特征在于，至少包括：

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述环境温度，确定所述存储结构的自刷新率，以使所述刷新电路基于所述自刷新率对所述存储结构进行刷新，包括：

10.根据权利要求8或9所述的控制方法，其特征在于，所述接收温度检测电路所检测的存储结构的环境温度之前，还包括：

技术总结本公开提供了一种存储单元、存储器及存储器的控制方法，存储单元包括：基板、温度传感器层、绝缘层和存储结构层；温度传感器层至少包括由下至上依次堆叠的下电极层、介质层和上电极层，存储结构层至少包括晶体管结构和电容结构，上电极层在基板上的正投影与电容结构在基板上的正投影之间至少部分重合，以使电容结构的环境温度经由上电极层作用至介质层，改变介质层的电阻特性。本公开通过对存储单元的结构进行调整，在存储结构下方集成温度传感器层，利用温度传感器层中上电极层对温度的传递，使介质层的电阻特性随温度变化，实现针对当前存储结构的环境温度感测，使基于环境温度所实现的自刷新率得到有针对性的调节。技术研发人员：耿玓,王桂磊,赵超,李伟伟,卢年端,李泠受保护的技术使用者：北京超弦存储器研究院技术研发日：技术公布日：2024/7/23