【技术实现步骤摘要】
一种基于垂直读写操作的多态非易失性固态存储单元
本专利技术属于信息存储
，具体涉及多态、非易失性固态存储器件，特别是多态、非易失性固态存储元器件的电场垂直写入、电阻垂直读出的操作以及相应的信息写入和读出方法。
技术介绍
IT技术突飞猛进的发展离不开信息存储技术的进步，信息存储技术成为现代电子工业发展中的重要环节。同时实现高密度、低功耗、非易失性以及高速存储是人们梦寐以求的目标。为此，人们发展了多种存储器件，主要包括：利用光读写的光存储介质，如CD和DVD等；利用磁场读写的磁性介质存储器件，如硬盘；利用磁写电读的磁阻存储器件，如磁阻随机存储器件(Magnetoresistiverandomaccessmemmory，MRAM)；运用电写电读技术的电存储器，如动态随机存储存取器(DRAM)、铁电随机存储器(FeRAM)、自旋转移力矩-磁阻存储器(Spintransfertorque-MRAM，STT-MRAM)、闪存(FlashMemory)、固态存储器(SolidStateDriver，SSD)；利用热效应实现信息存储的相变存储器(phase-changeme...
【技术保护点】
1.一种基于垂直读写操作的多态非易失性固态存储单元，其特征在于，所述固态存储单元包括铁电性压电层(5)和pn结层；所述铁电性压电层(5)在外加电场作用下能产生非易失性应变，且具有多个剩余应变态，每个剩余应变态分别对应一个信息位；所述pn结层的结电阻随着所述铁电性压电层(5)的应变而变化，从而具有对应于所述铁电性压电层(5)的多个非易失性剩余应变态的多个电阻态，通过测量所述pn结层的结电阻能够读取所述信息位；所述固态存储单元还包括底电极层(6)、中间公用电极层(4)以及顶电极层(1)，以此形成与半导体工艺兼容的类似于场效应晶体管的三端电子器件，并且所述底电极层(6)、铁电性压...
【技术特征摘要】
1.一种基于垂直读写操作的多态非易失性固态存储单元，其特征在于，所述固态存储单元包括铁电性压电层(5)和pn结层；所述铁电性压电层(5)在外加电场作用下能产生非易失性应变，且具有多个剩余应变态，每个剩余应变态分别对应一个信息位；所述pn结层的结电阻随着所述铁电性压电层(5)的应变而变化，从而具有对应于所述铁电性压电层(5)的多个非易失性剩余应变态的多个电阻态，通过测量所述pn结层的结电阻能够读取所述信息位；所述固态存储单元还包括底电极层(6)、中间公用电极层(4)以及顶电极层(1)，以此形成与半导体工艺兼容的类似于场效应晶体管的三端电子器件，并且所述底电极层(6)、铁电性压电层(5)、中间公用电极层(4)、pn结层和顶电极层(1)依次叠置形成叠层；所述底电极层(6)和中间公用电极层(4)用于在垂直方向上施加外加写入电场；所述中间公用电极层(4)和顶电极层(1)用于在垂直方向上读取所述pn结层的结电阻。2.根据权利要求1所述的固态存储单元，其特征在于，所述铁电性压电层(5)是由钛酸铋钠、锆钛酸铅、钛酸铅、钛酸钡和铌镁酸铅—钛酸铅中的任意一种物质形成的铁电固溶体单晶、陶瓷或铁电压电性薄膜。3.根据权利要求2所述的固态存储单元，其特征在于，所述铁电性压电层(5)是厚度为几百微米的铁电固溶体单晶或陶瓷，或是厚度为几百纳米至几十微米的铁电压电性薄膜。4.根据权利要求1所述的固态存储单元，其特征在于，所述pn结层是由n型半导体材料(2)和p型半导体材料(3)所形成，所述n型半导体材料(2)和p型半导体材料(3)的层顺序没有上下之分。5.根据权利要求4所述的固态存储单元，其特征在于：所述pn结层是由n型和p型的SrTiO3、La2CuO4、SnO2、Bi2O3、ZnO或Cu2O构成的氧化物半导体薄膜；所述pn结层或是由n型和p型的(BxA1-x)MnO3构成的氧化物半导体薄膜，其中：B是稀土元素：La、Ce、Pr、Nd或Sm，A是碱金属元素：Ca、Sr或Ba；所述pn结层或是由n型和p型的Si、Ge、Se或Te的单元系半导体材料而形成；所述pn结层或是由n型和p型的GaAs、ZnS、AlAs、PbSe、InP、GaSb或TiO2的二元系合金半导体材料而形成；所述pn结层或是由n型和p型的CuInSe2、PbSnTe、Tl2GeTe5、InxGa1-xAs、InxGa1-xP或AlxGa1-xAs的三元系合金半导体材料而形成；所述pn结层或是由n型和p型的InGaAsP、InAsSbP、AlGaAsN或...
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