铁电随机存储器和电子设备的制作方法-k8凯发

本申请涉及计算机，并且更具体地，涉及一种铁电随机存储器和电子设备。

背景技术：

1、随着云计算、人工智能和物联网等技术的飞速发展，存储器得到了广泛的应用。存储器一般可以包括只读存储器(read only memory，rom)和随机存储器(random accessmemory，ram)。铁电随机存储器(ferroelectric random access memory，feram)作为一种随机存储器，其具有低延时的优点。但是，相关技术提供的铁电随机存储器虽然通过晶体管和电容实现数据的存储，晶体管呈阵列平面集成方式，且晶体管和电容分别占据铁电随机存储器的集成面积，导致铁电随机存储器的存储密度低，且容量有限。

2、因此，亟需一种存储密度高且容量大的铁电随机存储器。

技术实现思路

1、本申请提供了一种铁电随机存储器和电子设备，通过晶体管和多个电容实现了数据的存储，不仅增大了铁电随机存储器的容量，而且提高了铁电随机存储器的存储密度。

2、第一方面，本申请提供了一种铁电随机存储器，可以包括一个或多个存储单元。

3、其中，存储单元可以包括晶体管和多个电容。多个电容可以与多条电容线一一对应。

4、进一步地，多个电容中每个电容的第一端可以用于与对应的一个电容线连接，每个电容的第二端可以用于与晶体管的第一极连接，也就是说，多个电容可以并联。晶体管的控制极可以用于与字线连接，晶体管的第二极可以用于与位线连接。

5、可选地，晶体管可以用于：根据电容线、字线和位线各自的电压选取多个电容中的任一个电容。

6、每个电容可以用于：存储数据(如二进制数据等)。

7、本申请提供的铁电随机存储器通过一个晶体管和多个电容实现数据的存储，不仅增大了铁电随机存储器的容量，而且提高了铁电随机存储器的集成度(即提高了铁电随机存储器的面积利用率)，进而提高了铁电随机存储器的存储密度。

8、在一种可能的实现方式中，存储单元中的多个电容可以层叠设置，实现了铁电随机存储器在三维方向上的堆叠，提高了铁电随机存储器的集成度。当然，多个电容还可以采用其他方式设置，本申请不做限定。

9、进一步地，本申请提供的铁电随机存储器可以包括至少两个存储单元，至少两个存储单元可以沿第一方向或第二方向排列。也就是说，至少两个存储单元可以沿第一方向排列，形成一排存储单元。至少两个存储单元还可以沿第二方向排列，同样可以形成一排存储单元。

10、在一示例中，第一方向与第二方向可以不同。可以理解的，第一方向与第二方向不平行，两者之间可以有夹角。夹角可以是90度，即第一方向与第二方向垂直。夹角还可以是60度等角度，本申请不做限定。

11、在另一示例中，第一方向可以与多个电容的层叠方向垂直，第二方向也可以与层叠方向垂直。也就是说，第一方向和第二方向分别与多个电容的层叠方向垂直。

12、例如，第一方向可以为y方向，第二方向可以为x方向，多个电容的层叠方向可以为z方向，实现了铁电随机存储器的在三维方向上的立体设置。

13、在一些实施例中，在沿第一方向上，至少两个存储单元中位于同一层的电容可以连接不同的电容线，至少两个存储单元中每个存储单元的晶体管的控制极可以连接不同的字线，每个存储单元的晶体管的第二极连接同一位线。

14、在另一些实施例中，在沿第二方向上，至少两个存储单元中位于同一层的电容可以连接同一电容线，至少两个存储单元中每个存储单元的晶体管的控制极可以连接同一字线，每个存储单元的晶体管的第二极可以连接不同的位线。

15、可以看出，在第一方向或第二方向上，通过电容与电容线的连接以及晶体管与字线和位线的连接可以实现铁电随存储器在电容的层叠方向上的设置，利于提高铁电随机存储器的集成度。

16、在一种可能的实现方式中，本申请提供的铁电随机存储器包括至少4个存储单元。至少4个存储单元可以沿第一方向和第二方向呈矩阵式排列。也就是说，在沿第一方向和第二方向上，至少4个存储单元可以在三维方向上立体设置，不仅提高了铁电随机存储器的面积利用率，进而提高铁电随机存储器的容量。

17、在一种实施例中，在沿第一方向上，至少4个存储单元中位于同一层且位于同一列的电容可以连接同一电容线，至少4个存储单元中位于同一列的晶体管的控制极可以连接同一字线，至少4个存储单元中位于同一列的晶体管的第二极可以连接不同的位线。

18、在另一种实施例中，在沿第二方向上，至少4个存储单元中位于同一层且位于同一行的电容可以连接不同的电容线，至少4个存储单元中位于同一行的晶体管的控制极可以连接不同的字线，至少4个存储单元中位于同一行的晶体管的第二极可以连接同一-位线。

19、可以看出，在第一方向和第二方向上，通过电容与电容线的连接以及晶体管与字线和位线的连接可以实现铁电随存储器在电容的层叠方向上的设置，利于提高铁电随机存储器的集成度。

20、在一种可能的实现方式中，每个电容的第二端可以用于通过浮动源端与晶体管的第一极连接。可以看出，浮动源端可以实现电容与晶体管的连接。

21、进一步地，浮动源端可以为柱状结构，每个电容可以沿浮动源端的延伸方向排列于浮动源端上。可以看出，浮动源端可以实现多个电容的支撑与固定。

22、在一示例中，每个电容可以为铁电电容。当然，电容还可以采取其他类型，本申请不做限定。

23、在另一示例中，晶体管可以为场效应晶体管。当然，晶体管还可以采取其他类型，本申请不做限定。

24、其中，场效应晶体管可以为金属氧化物半导体场效应管(metal-oxidesemiconductor field effect transistor，mosfet)等。

25、进一步地，晶体管的第一极可以为源极，晶体管的第二极可以为漏极。

26、在又一示例中，每个电容的第一端可以为负极端，每个电容的第二端可以为正极端。

27、第二方面，本申请提供了一种电子设备，可以包括上述第一方面及其可能的实现方式提供的铁电随机存储器。

28、应当理解的是，本申请的第二方面与本申请的第一方面的技术方案一致，各方面及对应的可行实施方式所取得的有益效果相似，不再赘述。

技术特征：

1.一种铁电随机存储器，其特征在于，包括存储单元；

2.根据权利要求1所述的铁电随机存储器，其特征在于，所述多个电容层叠设置。

3.根据权利要求2所述的铁电随机存储器，其特征在于，所述铁电随机存储器包括至少两个存储单元，所述至少两个存储单元沿第一方向或第二方向排列；

4.根据权利要求3所述的铁电随机存储器，其特征在于，在沿所述第一方向上，所述至少两个存储单元中位于同一层的所述电容连接不同的所述电容线，所述至少两个存储单元中每个存储单元的所述晶体管的控制极连接不同的所述字线，所述每个存储单元的所述晶体管的第二极连接同一所述位线。

5.根据权利要求3或4所述的铁电随机存储器，其特征在于，在沿所述第二方向上，所述至少两个存储单元中位于同一层的所述电容连接同一所述电容线，所述至少两个存储单元中每个存储单元的所述晶体管的控制极连接同一所述字线，所述每个存储单元的所述晶体管的第二极连接不同的所述位线。

6.根据权利要求2所述的铁电随机存储器，其特征在于，所述铁电随机存储器包括至少4个存储单元，所述至少4个存储单元沿第一方向和第二方向呈矩阵式排列。

7.根据权利要求6所述的铁电随机存储器，其特征在于，在沿所述第一方向上，所述至少4个存储单元中位于同一层且位于同一列的所述电容连接同一所述电容线，所述至少4个存储单元中位于同一列的所述晶体管的控制极连接同一所述字线，所述至少4个存储单元中位于同一列的所述晶体管的第二极连接不同的所述位线。

8.根据权利要求6或7所述的铁电随机存储器，其特征在于，在沿所述第二方向上，所述至少4个存储单元中位于同一层且位于同一行的所述电容连接不同的所述电容线，所述至少4个存储单元中位于同一行的所述晶体管的控制极连接不同的所述字线，所述至少4个存储单元中位于同一行的所述晶体管的第二极连接同一所述位线。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的铁电随机存储器，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直。

10.根据权利要求3至9中任一项所述的铁电随机存储器，其特征在于，所述第一方向与所述多个电容的层叠方向垂直；

11.根据权利要求2至10中任一项所述的铁电随机存储器，其特征在于，所述每个电容的第二端用于通过浮动源端与所述晶体管的第一极连接。

12.根据权利要求11所述的铁电随机存储器，其特征在于，所述浮动源端为柱状结构，所述每个电容沿所述浮动源端的延伸方向排列于所述浮动源端上。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的铁电随机存储器，其特征在于，所述每个电容为铁电电容。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的铁电随机存储器，其特征在于，所述晶体管为场效应晶体管。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的铁电随机存储器，其特征在于，所述晶体管的第一极为源极，所述晶体管的第二极为漏极。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的铁电随机存储器，其特征在于，所述每个电容的第一端为负极端，所述每个电容的第二端为正极端。

17.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至16中任一项所述的铁电随机存储器。

技术总结
本申请提供了一种铁电随机存储器和电子设备，通过晶体管和多个电容实现了数据的存储，不仅增大了铁电随机存储器的容量，而且提高了铁电随机存储器的存储密度。本申请提供的铁电随机存储器可以包括一个或多个存储单元。存储单元可以包括晶体管和多个电容。多个电容可以与多条电容线一一对应。多个电容中每个电容的第一端可以用于与对应的一个电容线连接，每个电容的第二端可以用于与晶体管的第一极连接。晶体管的控制极可以用于与字线连接，晶体管的第二极可以用于与位线连接。晶体管可以用于根据电容线、字线和位线各自的电压选取多个电容中的任一个电容。每个电容用于存储数据。

技术研发人员：赵思宇,卜思童,徐亮,许俊豪,方亦陈,陈华威,林琪
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：2024/2/8