磁电随机存储单元及具有其的磁电随机存储器

摘要

本发明提出一种磁电随机存储单元，包括：底电极层；形成在底电极层之上的铁电氧化物层；形成在铁电氧化物层之上的铁磁自由层；形成在铁磁自由层之上的隔离层；和形成在隔离层之上的铁磁固定层，其中，铁磁自由层、隔离层和铁磁固定层构成具有磁阻效应的夹层结构，铁磁自由层和底电极层分别作为铁电氧化物层的上下电极而对铁电氧化物层施加电场，其中电场的方向垂直于铁电氧化物层，铁电氧化物层在电场的作用下通过磁电耦合控制铁磁自由层中磁化方向转动以使得夹层结构的电阻变化。本发明还提出一种具有所述磁电随机存储单元的存储器。本发明能够实现用电场写入信息数据，具有诸如非易失性、写入功耗低、存储密度高等优点。

权利要求

1.一种磁电随机存储单元，其特征在于，包括：

底电极层；

形成在所述底电极层之上的铁电氧化物层；

形成在所述铁电氧化物层之上的铁磁自由层；

形成在所述铁磁自由层之上的隔离层；和

形成在所述隔离层之上的铁磁固定层，

其中，所述铁磁自由层、所述隔离层和所述铁磁固定层构成具有磁阻效应的夹层结构，所述铁磁自由层和所述底电极层分别作为所述铁电氧化物层的上下电极而对所述铁电氧化物层施加电场，其中所述电场的方向垂直于所述铁电氧化物层，所述铁电氧化物层在所述电场的作用下通过磁电耦合控制所述铁磁自由层中磁化方向转动以使得所述夹层结构的电阻变化。

2.根据权利要求1所述的磁电随机存储单元，其特征在于，还包括：一层或多层反铁磁钉扎层，所述反铁磁钉扎层设置在所述铁磁固定层的上方，用于固定所述铁磁固定层中的磁化方向。

3.根据权利要求1或2所述的磁电随机存储单元，其特征在于，所述铁电氧化物层包括以下材料中的任一种：具有(011)或(111)取向的钛酸钡、锆钛酸铅、铁酸铋、钛酸铋-钛酸铅、铌镁酸铅-钛酸铅和铌锌酸铅-钛酸铅。

4.根据权利要求1或2所述的磁电随机存储单元，其特征在于，所述铁磁固定层和/或铁磁自由层包括以下材料中的一种或几种：Fe、Ni、Co、NiFe、CoFe、NiFeCo或含有Fe、CO、Ni的合金材料。

5.根据权利要求1或2所述的磁电随机存储单元，其特征在于，所述隔离层由非磁性材料构成。

6.根据权利要求5所述的磁电随机存储单元，其特征在于，所述非磁性材料包括：铜、铬、含有铜和铬的合金材料、氧化铝和氧化镁。

7.根据权利要求2所述的磁电随机存储单元，其特征在于，所述反铁磁钉扎层包括以下材料中的任一种：铁锰合金、镍锰合金、铂锰合金和其他含有锰的合金材料。

8.一种磁电随机存储器，其特征在于，包括：

磁电随机存储单元阵列，所述磁电随机存储单元阵列包括多个如权利要求1-7中任一项所述的磁电随机存储单元；

多个访问晶体管，每个所述访问晶体管与每个所述磁电随机存储单元的底电极层相连，且每个所述访问晶体管具有源极、栅极和漏极；

多根字线，每根所述字线与每个所述访问晶体管的栅极相连，用于控制所述访问晶体管的源极和漏极之间的通断；

多根板线，所述板线与所述字线平行，且每根所述板线与每个所述磁电随机存储单元的底电极层相连；

多根第一位线，所述第一位线与所述字线垂直，且每根所述第一位线与每个所述磁电随机存储单元的铁磁固定层相连；

多根第二位线，所述第二位线与所述字线垂直，且每根所述第二位线与每个所述访问晶体管的源极相连；以及多根互联线，每根所述互联线的一端与每个所述访问晶体管的漏极相连，每根所述互联线的另一端分与每个所述磁电随机存储单元的铁磁自由层相连。

9.根据权利要求8所述的磁电随机存储器，其特征在于，当进行写操作时，所述字线控制相应访问晶体管的源极与漏极导通，并在相应的第二位线和板线之间施加电压以在所述铁电氧化物层和所述铁磁自由层之间发生磁电耦合，控制所述铁磁自由层的磁化方向发生偏转。

10.根据权利要求8所述的磁电随机存储器，其特征在于，当进行读操作时，通过所述第二位线和所述第一位线读取所述磁电随机存储单元的存储信息。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的磁电随机存储器，其特征在于，还包括：与所述多根字线相连的位线选择电路，用于选定所述磁电随机存储器中的磁电随机存储单元。

说明书

磁电随机存储单元及具有其的磁电随机存储器

技术领域

[0001] 本发明涉及随机存储技术领域，特别涉及一种磁电随机存储单元及具有其的磁电随机存储器。

背景技术

[0002] 铁电随机存储器是一种具有写入速度快、功耗低等优势的非易失性存储器件，其利用铁电材料的铁电极化方向实现数据存储。磁性随机存储器也是一种非易失性存储器，其利用磁阻效应实现数据存储。

[0003] 铁电随机存储器存在的问题是，随着时间的延长，存储器中铁电薄膜的剩余极化强度逐渐变小，导致存储器无法正确区分“0”和“1”两种极化状态而失效。

[0004] 磁性随机存储器的工作原理是，利用位线和数据线通过的电流产生磁场，通过磁场使得铁磁自由层中的磁化状态发生旋转，使得铁磁自由层与铁磁固定层之间的磁化方向夹角发生变化，从而在磁隧道结构中产生高、低两个阻态，对应于数据的“0”、“1”两个状态。磁性随机存储器存在的问题是，随着存储密度的提高，存储器单元体积的缩小，由于铁磁自由层存在磁缺陷，在实际操作过程中，需要更强的磁场才能使得铁磁自由层的磁化方向反转，这意味着需要增加位线和信号线上的电流来增加磁场，从而导致写入数据的功耗增加，而且容易对邻近存储单元的存储状态产生影响。

[0005] 为了克服磁性随机存储器的缺点，提出了一种自旋力矩转移-磁性随机存储器，利用自旋电流直接对磁性随机存储单元中的铁磁自由层进行状态写入操作，而不需要以产生磁场作为间接手段，从而可以解决磁性随机存储器提高密度难的问题，同时在一定程度上也可以减小功耗，但是，由于采用电流方式进行状态写入，该存储器可以预见的功耗仍将高于采用电压方式进行状态写入的诸如铁电随机存储器、磁电随机存储器等存储器。

发明内容

[0006] 本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。

[0007] 为此，本发明的第一个目的在于提供一种磁电随机存储单元，该磁电随机存储单元利用磁电效应原理，通过施加在铁电氧化物层上的电场调控铁磁自由层的磁化方向，从而使得电阻产生变化。

[0008] 本发明的第二个目的在于提供一种具有上述磁电随机存储单元的磁电随机存储器。

[0009] 为达到上述目的，本发明第一方面的实施例提出一种磁电随机存储单元，包括：底电极层；形成在所述底电极层之上的铁电氧化物层；形成在所述铁电氧化物层之上的铁磁自由层；形成在所述铁磁自由层之上的隔离层；和形成在所述隔离层之上的铁磁固定层，其中，所述铁磁自由层、所述隔离层和所述铁磁固定层构成具有磁阻效应的夹层结构，所述铁磁自由层和所述底电极层分别作为所述铁电氧化物层的上下电极而对所述铁电氧化物层施加电场，其中所述电场的方向垂直于所述铁电氧化物层，所述铁电氧化物层在所述电场的作用下通过磁电耦合控制所述铁磁自由层中磁化方向转动以使得所述夹层结构的电阻变化。

[0010] 在本发明的一个实施例中，所述磁电随机存储单元还包括：一层或多层反铁磁钉扎层，所述反铁磁钉扎层设置在所述铁磁固定层的上方，用于固定所述铁磁固定层中的磁化方向。

[0011] 在本发明的一个实施例中，所述铁电氧化物层包括以下材料中的任一种：具有(011)或(111)取向的钛酸钡、锆钛酸铅、铁酸铋、钛酸铋-钛酸铅、铌镁酸铅-钛酸铅和铌锌酸铅-钛酸铅。

[0012] 在本发明的一个实施例中，所述铁磁固定层和/或所述铁磁自由层包括以下材料中的一种或几种：铁、镍、钴、镍铁合金、钴铁合金、镍铁钴合金和其他含有铁、钴、镍的合金。

[0013] 在本发明的一个实施例中，所述隔离层由非磁性材料构成。具体地，所述非磁性材料包括铜、铬、含有铜和铬的合金、氧化铝和氧化镁。

[0014] 在本发明的一个实施例中，所述反铁磁钉扎层包括以下材料中的任一种：铁锰合金、镍锰合金、铂锰合金和其他含有锰的合金材料。

[0015] 本发明第二方面的实施例提出了一种磁电随机存储器，包括：磁电随机存储单元阵列，包括多个本发明第一方面实施例的磁电随机存储单元；多个访问晶体管，每个所述访问晶体管与每个所述磁电随机存储单元的底电极层相连，且每个所述访问晶体管具有源极、栅极和漏极；多根字线，每根所述字线与每个所述访问晶体管的栅极相连，用于控制所述访问晶体管的源极和漏极之间的通断；多根板线，所述板线与所述字线平行，且每根所述板线与每个所述磁电随机存储单元的底电极层相连；多根第一位线，所述第一位线与所述字线垂直，且每根所述第一位线与每个所述磁电随机存储单元的铁磁固定层相连；多根第二位线，所述第二位线与所述字线垂直，且每根所述第二位线与每个所述访问晶体管的源极相连；以及多根互联线，每根所述互联线的一端与每个所述访问晶体管的漏极相连，每根所述互联线的另一端与每个所述磁电随机存储单元的铁磁自由层相连。

[0016] 在本发明的一个实施例中，当进行写操作时，所述字线控制相应访问晶体管的源极与漏极导通，并在相应的第二位线和板线之间施加电压以在所述铁电氧化物层和所述铁磁自由层之间发生磁电耦合，控制所述铁磁自由层的磁化方向发生偏转。

[0017] 在本发明的一个实施例中，当进行读操作时，通过所述第二位线和所述第一位线读取所述磁电随机存储单元的存储信息。

[0018] 在本发明的一个实施例中，所述磁电随机存储器还包括：与所述多根字线相连的位线选择电路，用于选定所述磁电随机存储器中的磁电随机存储单元。

[0019] 本发明实施例采用多铁性磁电复合薄膜结构作为磁电随机存储元器件的主要部分，利用铁电氧化物层与铁磁自由层之间的磁电耦合效应，通过电场对铁磁自由层中磁化方向进行调制，实现了用电场写入信息数据，与磁性随机存储器相比，降低了写入功耗，同时由于没有写入电流磁场的空间作用对邻近存储单元的干扰，可以缩小存储单元之间的距离，提高存储密度。本发明实施例提出的磁电随机存储器具有非易失性、写入功耗抵、存储单元相互之间干扰小的特点，并且还可以提高存储密度。此外，本发明实施例使用底电极层和铁磁自由层作为铁电氧化物层的上下电极而施加垂直电场，布局合理，节省了空间，同时减少了磁电随机存储器中所使用的连通线的个数。

[0020] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

[0021] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0022] 图1为发明一个实施例的磁电随机存储单元的结构示意图；

[0023] 图2为本发明另一个实施例的磁电随机存储单元的结构示意图；

[0024] 图3为本发明一个实施例的磁电随机存储器的结构示意图；

[0025] 图4为本发明一个实施例的磁电随机存储器的结构剖面示意图，其中图4a示出主视状态下的剖面结构，图4b示出左视状态下的剖面结构；

[0026] 图5为本发明一个实施例的磁电随机存储器的电路图；

[0027] 图6为显示对磁电随机存储单元进行信息写入操作的时序图；以及

[0028] 图7为本发明一个实施例中磁电随机存储单元随电场作用下电阻阻值的变化曲线图。

[0029] 附图标记说明：

[0030] 1-磁电随机存储单元 2-底电极层

[0031] 3-铁电氧化物层 4-铁磁自由层

[0032] 5-隔离层 6-铁磁固定层

[0033] 7-夹层机构 8-反铁磁钉扎层

[0034] 9-访问晶体管 10-源极

[0035] 11-漏极 12-栅极

[0036] 13-字线 14-板线

[0037] 15-第一位线 16-第二位线

[0038] 17-互联线

具体实施方式

[0039] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

[0040] 在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0041] 下面将参照附图详细描述根据本发明实施例的结构和方法。

[0042] 本发明主要在于通过磁电效应原理控制复合薄膜结构单元的电阻变化，从而克服现有磁性随机存储器利用电流产生磁场进行写入操作而引起的过度功耗和对邻近单元产生影响等问题。为了能够更清楚地理解本发明，以下对磁电效应进行简单介绍。磁电效应指的是在施加外电场作用下引起材料磁矩发生变化的多场耦合效应。多铁性磁电复合材料指的是一类将具有铁电性的材料和铁磁性的材料按照一定的复合结构组合在一起的新材料，这类新材料具有磁电效应。对于多铁性磁电复合薄膜而言，可以采用诸如脉冲激光沉积、磁控溅射等多种物理制备方法以及溶胶-凝胶法等化学制备方法进行制备，在合适的工艺工艺条件下可以使其具有磁电效应。2009年，清华大学J.M.Hu等人利用热力学计算的方式证实了在下层为铁电氧化物、上层为铁磁合金薄膜的磁电双层复合薄膜中，通过对铁电氧化物施加电场，也可以致使铁磁合金层的磁化方向在薄膜平面内发生偏转，这一现象为典型的磁电耦合效应所致。2011年1月，美国加州大学洛杉矶分校的吴涛等人在Ni/[011]-PMN-PT单晶体系中观察到随着在垂直于单晶表面方向对PMN-PT施加电场作用，Ni的磁化方向在Ni薄膜平面内发生了偏转，这是磁电效应的典型实验例证。

[0043] 如图1所示，为根据本发明一个实施例的磁电随机存储单元1的结构示意图。该磁电随机存储单元1采用多层复合薄膜的结构型式，在本实施例中，所述多层复合薄膜结构自下而上包括底电极层2、铁电氧化物层3、铁磁自由层4、隔离层5和铁磁固定层6。

[0044] 所述铁磁自由层4、隔离层5和铁磁固定层6共同构成夹层结构7，夹层结构7具有巨磁电阻效应或隧道磁阻效应，分别在铁磁自由层4中的磁化方向与铁磁固定层6中的磁化方向二者之间具有不同的夹角时，夹层结构7所对应的电阻也各不相同。

[0045] 所述底电极层2和铁磁自由层4作为铁电氧化物层3的下、上电极而对铁电氧化物层3施加电场，所施加电场的方向垂直于多层复合薄膜的平面。铁电氧化物层3在电场作用下通过磁电耦合控制铁磁自由层4中的磁化方向形成与写入电场的信息对应的不同偏转。由于隧道磁阻效应的存在，夹层结构7的电阻也就形成与电场信息对应的变化进而实现信息的存储。

[0046] 本发明采用多铁性磁电复合薄膜作为磁电随机存储单元1的主要部分，利用铁电氧化物层3与铁磁自由层4之间的磁电耦合效应，通过电场对铁磁自由层4中的磁化方向进行调制，实现了用电场写入信息数据，与现有技术中的磁性随机存储器相比，降低了写入功耗，同时由于没有写入电流磁场的空间作用对邻近存储单元的干扰，可以缩小存储单元之间的距离，提高存储密度。而且在铁电氧化物层3的上下两端设置电极，布局更加合理。

[0047] 作为本发明的优选实施例，如图2所示，在磁电随机存储单元1中，可在铁磁固定层6的上方形成一层或多层用于固定铁磁固定层6中的磁化方向的反铁磁钉扎层8。由于反铁磁钉扎层8的钉扎作用，可以确保被钉扎的磁铁固定层6中的磁化方向不会被周围的位线和数据线等产生的磁场所反转。

[0048] 根据本发明的一个实施例，所述铁电氧化物层3优选但不仅限于采用具有(011)或(111)取向的钛酸钡、锆钛酸铅、铁酸铋、钛酸铋-钛酸铅、铌镁酸铅-钛酸铅和铌锌酸铅-钛酸铅等材料中的一种材料来形成。

[0049] 根据本发明的一个实施例，所述铁磁固定层6和/或铁磁自由层4优选但不仅限于采用铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、镍铁合金(NiFe)、钴铁合金(CoFe)、镍铁钴合金(NiFeCo)或其他含有Fe、Co、Ni的合金中的一种材料来形成。

[0050] 根据本发明的一个实施例，所述隔离层5采用非磁性材料构成，优选但不仅限于采用铜(Cu)、铬(Cr)、含有Cu和Cr的合金、氧化铝(Al2O3)和氧化镁(MgO)中的一种材料来形成。

[0051] 根据本发明的一个实施例，所述反铁磁钉扎层优选但不仅限于采用铁锰合金(FeMn)、镍锰合金(NiMn)、铂锰合金(PtMn)和其他含有Mn的合金材料来形成。

[0052] 此外，所述底电极层2可使用本技术领域内公知的金属或氧化物材料来形成。

[0053] 根据本发明的一个实施例，本发明还提供一种包括上述磁电随机存储单元1的磁电随机存储器。如图5所示，该磁电随机存储器包括多个磁电随机存储单元1，以及多根字线13、多根与所述字线13平行的板线14、多根与所述字线13和板线14垂直的第一位线15和第二位线16、多个访问晶体管9以及多根互联线17。

[0054] 更具体地，可参见图3和图4(图4a、图4b)所示，字线13与访问晶体管9的栅极12相连，用于控制访问晶体管9的源极10和漏极11之间的通断；第二位线16与访问晶体管9的源极10相连；互联线17的一端与访问晶体管9的漏极11相连，另一端与磁电随机存储单元1的底电极层2相连；在字线13上通有高电平信号时，第二位线16与板线14之间的电压信号可以直接作用在磁电随机存储单元1的铁电氧化物层3上；其中，字线13上通有的高电平信号指的是超过可以使访问晶体管9的源极10与漏极11之间相互导通所需阈值电压的信号。

[0055] 磁电随机存储器的第一位线15与磁电随机存储单元1的铁磁固定层6相连，第一位线15与第二位线16之间所包含的磁电随机存储单元1的铁磁自由层4、隔离层5、铁磁固定层6所构成的夹层结构7具有巨磁电阻效应或隧道磁阻效应，在字线13上通有高电平信号时，可以通过第一位线15与第二位线16探测该夹层结构7的电阻变化。

[0056] 写入该磁电随机存储单元1的电压信号通过第二位线16和板线14进行施加；读取存储器电阻变化信号的电路连接到第二位线18和第一位线15上；对磁电随机存储器中不同磁电随机存储单元1进行选择的电路连接到字线13上。

[0057] 本发明实施例所提及的磁电随机存储器可以通过本领域所公知的与半导体工业相适应的工艺及方法进行沉积制备，例如物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、光刻等薄膜制备、刻蚀及布线等。当然，该磁电随机存储器件也可以通过其他的物理或者化学的薄膜制备方法进行沉积制备。

[0058] 存储单元的写入操作时，首先在所述字线13上施加高电平电压，使访问晶体管10的源极10和漏极11之间相互导通。按照写入数据不同，在第二位线16和板线14上施加写入电压，写入电压应当大于磁电随机存储单元1中铁电氧化物层3的临界开关电压Ucr，该电压数据与铁电氧化物层3、铁磁自由层4所选择的不同材料及尺寸有关，可以通过制备好的存储单元结构实际测量获得。例如，如果写入数据为“1”，则在第二位线16上施加写入电压，板线14上维持0V电压。铁电氧化物层3在该写入电压作用下与铁磁自由层4之间发生磁电耦合，使得铁磁自由层4的磁化方向发生偏转。如果写入数据为“0”，则在板线14上施加写入电压，在第二位线16上维持0V电压。铁磁自由层4的磁化方向回复原有与铁磁固定层6磁化方向相平行的状态。

[0059] 具体地，如图6所示，在t1期间，如果要写入的数据为“1”，那么将第二位线16的电压升至Vs，如果要写入的数据为“0”，那么第二位线16的电压维持为0。在写入过程的t2期间，将字线13的电压升至访问晶体管9的阈值电压Vg，第二位线16和铁磁自由层4连通，如果要写入的数据为“1”，则铁磁自由层4和底电极层2之间的电压Vs，如果要写入的数据为“0”，则铁磁自由层4和底电极层2之间的电压为0，铁电氧化物层3维持原有状态。在写入过程的t3期间，给板线14施加一个脉冲电压，脉冲电压大小为Vs，如果要写入的数据为“1”，则铁磁自由层4和底电极层2之间的电压为0，如果要写入的数据为“0”，则铁磁自由层4和底电极层2之间的电压为-Vs。在写入过程的t4期间，板线14的电压下降为0，如果要写入的数据为“1”，则将第二位线16的电压降为0，如果要写入的数据为“0”，则第二位线16的电压维持为0。在写入过程的t5期间，字线13的电压降为0，第二位线16和铁磁自由层4的连通断开，一次完整的写入过程结束。

[0060] 存储单元的读取操作则是直接在第一位线15和第二位线16之间测量电阻，电阻阻值高的状态为状态“1”，反之则为“0”。

[0061] 在本发明的一个实施例中，还包括与字线相连的位线选择电路，用于选定存储器中的磁电随机存储单元。

[0062] 在读取操作中，通过现有量取第一位线15和第二位线16之间电阻的方法对第一位线15和第二位线16之间的电阻进行测量，将被选择读取的磁电随机存储单元1所属字线13的电压升至访问晶体管9的阈值电压Vg，第二位线16和铁磁自由层4连通，则所测量电阻位所选择读取的随机存储单元1的夹层结构7的电阻。

[0063] 下面通过实施例的方式对本发明的磁电随机存储单元结构做进一步的说明。

[0064] 制备铁电氧化物层3为具有(001)取向的铌锌酸铅-钛酸铅(PZN-PT)，沉积包含5nm厚的具有(001)取向的镍(Ni)铁磁自由层4的镍自旋阀结构，利用刻蚀技术获得的铁磁自由层4、隔离层5、铁磁固定层6的多层复合薄膜结构的长度为64nm，宽度为64nm。在铁电氧化物层3中施加垂直于薄膜长度方向的电压，图7为该体系中夹层结构7的电阻变cr
化率随铁电氧化物层3所受电场强度的变化规律，在该体系中临界开关电场U 为1.1kV/cm。

[0065] 如图7所示，当首先对实施例样品进行负向施加电压(板线14电压高于Ucr，第二位线16电压为0)，样品电阻在超过临界电压处发生了从低阻态向高阻态的突变；继续沿该方向增大电压，电阻状态不变。当电压减小到零后样品仍然保持在高阻态状态。当在第二位线16施加电压，板线14保持为0的条件下，超过临界开关电压后，样品电阻状态由原来的高阻态突变为低阻态，继续增加电压则保持该低阻态。当电压减小到零后，样品仍然保持在低阻态状态，由于无论在正向还是反向电压作用下，撤销电压后实施例样品的电阻状态都可以得到保持，这表明了该随机存储单元1具有存储的非易失性。

[0066] 本发明实施例采用多铁性磁电复合薄膜结构作为磁电随机存储元器件的主要部分，利用铁电氧化物层与铁磁自由层之间的磁电耦合效应，通过电场对铁磁自由层中磁化方向进行调制，实现了用电场写入信息数据，与磁性随机存储器相比，降低了写入功耗，同时由于没有写入电流磁场的空间作用对邻近存储单元的干扰，可以缩小存储单元之间的距离，提高存储密度。本发明实施例提出的磁电随机存储器具有非易失性、写入功耗抵、存储单元相互之间干扰小的特点，并且还可以提高存储密度。此外，本发明实施例使用底电极层和铁磁自由层作为铁电氧化物层的上下电极而施加垂直电场，布局合理，节省了空间，同时减少了磁电随机存储器中所使用的连通线的个数。

[0067] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。