本發明涉及存儲器，尤其涉及一種基于光子晶體隔離介質的薄膜晶體管存儲器陣列及制作方法和相關電子設備。
背景技術：
1、由于薄膜晶體管(thin?film?transistor，tft)具有超低泄漏電流，可在低溫下生長，遷移率高，可大面積生長等優點，已廣泛應用于各種器件例如存儲器中。
2、目前已有的薄膜晶體管結構如圖1所示，襯底之上是晶體管溝道層101，源端103和漏端102位于溝道層101上，源漏之間為柵介質層104，柵極105位于柵介質層104上。基于薄膜晶體管的存儲器單元結構如圖2所示，包括讀晶體管tr2和寫晶體管tr1，寫晶體管tr1的柵極為寫入字線wwl端，寫晶體管tr1的源端為寫入位線wbl端。讀晶體管tr2的漏端為讀取位線rbl端，讀晶體管tr2的源端為地線gnd端。寫晶體管tr1的漏端和讀晶體管tr2的柵極之間電連接。
3、由于現有的薄膜晶體管存儲器仍是單元結構，集成密度較低，需要將存儲器單元排列形成存儲器陣列。針對儲存器陣列中引入的寫入字線、寫入位線、讀取位線、地線之間的交叉區域，仍未有解決隔離并降低字線和位線寄生電容的方案。
4、光子晶體由于其特殊的電磁光學性質，擁有接近于零的介電常數ε和磁導率μ。因此光子晶體電容具有接近于0的電容值，可以很好地降低隔離寄生電容，對于提升存儲器陣列性能方面有很大潛力。
技術實現思路
1、本發明的目的是提供一種薄膜晶體管存儲器陣列及制作方法、電子設備，可以降低存儲器陣列的寄生電容，提高存儲器陣列讀寫速度，并提升存儲器的數據保持特性。
2、為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：
3、一種薄膜晶體管存儲器陣列，包括行列排布的存儲器單元以及連接各存儲器單元的寫入字線、寫入位線、讀取位線和地線，行方向和列方向的線正交；其中，所述存儲器單元包括讀晶體管和寫晶體管，所述讀晶體管和寫晶體管均為薄膜晶體管，其特征在于，在所述寫入字線、寫入位線、讀取位線、地線的交叉區域設置有隔離電容，所述隔離電容包括底電極、隔離介質和頂電極，隔離介質位于底電極和頂電極之間，隔開頂電極和底電極，所述頂電極與位于頂層的線(可以是寫入字線、寫入位線、讀取位線或地線)相連接，所述底電極與位于底層的線(可以是寫入字線、寫入位線、讀取位線或地線)相連接；所述隔離介質為光子晶體。
4、所述光子晶體可以為處于帶邊頻率的二維電介質光子晶體，處于類狄拉克點頻率的二維電介質光子晶體(等效為雙零材料)，處于連續譜中的束縛態下的三維電介質光子晶體，等離子頻率附近的光學和紅外材料，諧振型的電磁超材料等。
5、對于組成存儲器單元的寫晶體管和讀晶體管，其溝道層可以為igzo、ito、izo、itwo、ino、zno等氧化物半導體材料；柵極、源極、漏極的材料可以為au、pt、mo、pd、ti、ni、tin等金屬性材料。
6、對于存儲器陣列的寫入字線、寫入位線、讀取位線、地線，以及所述所述隔離電容的頂電極和底電極，其材料可以為au、pt、mo、pd、ti、ni、tin等金屬性材料。圖3展示了2t0c存儲器單元行列排列后的存儲器陣列。該陣列通過寫入字線wwl和讀取位線rbl將每一行的存儲器單元之間實現電連接，通過寫入位線wbl和地線gnd將每一列的存儲器單元之間實現電連接。在存儲器陣列中，沿行依次排列的多個存儲器單元中的寫晶體管的柵極與同一條寫入字線wwl電連接；沿列依次排列的多個存儲器單元中的寫晶體管的源極與同一條寫入位線wbl電連接；沿行依次排列的多個存儲器單元中的讀晶體管的漏極與同一條讀取位線rbl電連接；沿列依次排列的多個存儲器單元中的讀晶體管的源極與同一條地線gnd電連接。在讀寫晶體管互連層，每個存儲器單元的寫晶體管的漏極和讀晶體管的柵極之間電連接。
7、所述存儲器陣列的行方向和列方向的線正交，交叉區域為隔離電容的結構，如圖4所示，其中位于底電極和頂電極之間的隔離介質為介電常數為0的光子晶體，以降低隔離寄生電容。
8、本發明還提供上述薄膜晶體管存儲器陣列的制備方法，包括以下步驟：
9、1)在襯底上完成薄膜晶體管的柵極圖形化；
10、2)沉積薄膜晶體管的柵介質材料；
11、3)沉積氧化物半導體溝道材料并實現溝道圖形化；
12、4)沉積薄膜晶體管的源端及漏端材料并圖形化；
13、5)光刻定義讀晶體管和寫晶體管的互連線、寫入位線、寫入字線、讀取位線、地線以及它們之間的互連區域，并刻蝕柵介質材料；
14、6)制備底層互連結構，包括位于底層的線和它們連接晶體管的電極；
15、7)制備光子晶體隔離介質層；
16、8)制備頂層互連結構，包括位于頂層的線和它們連接晶體管的電極。
17、所述位于底層的線為連接各存儲器單元的橫方向或列方向的線，相應的，所述位于頂層的線為連接各存儲器單元的列方向或橫方向的線；橫方向和列方向的線在交叉區域由光子晶體隔離介質層隔離。
18、本發明基于光子晶體隔離介質的薄膜晶體管存儲器陣列可以應用于存儲器、顯示器、通訊設備等領域的電子設備。
19、相比現有技術，本發明的優勢主要體現在其顯著降低了存儲器陣列的寄生電容，對于提升存儲器密度、提高讀寫速度、降低讀寫干擾有明顯優勢。
1.一種薄膜晶體管存儲器陣列，包括行列排布的存儲器單元以及連接各存儲器單元的寫入字線、寫入位線、讀取位線和地線，行方向和列方向的線正交；其中，所述存儲器單元包括讀晶體管和寫晶體管，所述讀晶體管和寫晶體管均為薄膜晶體管，其特征在于，在所述寫入字線、寫入位線、讀取位線、地線的交叉區域設置有隔離電容，所述隔離電容包括底電極、隔離介質和頂電極，隔離介質位于底電極和頂電極之間，所述頂電極與位于頂層的線相連接，所述底電極與位于底層的線相連接；所述隔離介質為光子晶體。
2.如權利要求1所述的薄膜晶體管存儲器陣列，其特征在于，所述光子晶體的介電常數為0。
3.如權利要求1所述的薄膜晶體管存儲器陣列，其特征在于，所述光子晶體為處于帶邊頻率的二維電介質光子晶體，處于類狄拉克點頻率的二維電介質光子晶體，處于連續譜中的束縛態下的三維電介質光子晶體，等離子頻率附近的光學和紅外材料，或者，諧振型的電磁超材料。
4.如權利要求1所述的薄膜晶體管存儲器陣列，其特征在于，所述寫晶體管和讀晶體管的溝道層為氧化物半導體材料。
5.如權利要求4所述的薄膜晶體管存儲器陣列，其特征在于，所述氧化物半導體材料選自igzo、ito、izo、itwo、ino、zno。
6.如權利要求1所述的薄膜晶體管存儲器陣列，其特征在于，所述寫晶體管和讀晶體管的柵極、源極和漏極，所述隔離電容的頂電極和底電極，以及寫入字線、寫入位線、讀取位線、地線的材料選自au、pt、mo、pd、ti、ni、tin。
7.如權利要求1所述的薄膜晶體管存儲器陣列，其特征在于，通過寫入字線和讀取位線將每一行的存儲器單元之間實現電連接，通過寫入位線和地線將每一列的存儲器單元之間實現電連接。
8.如權利要求7所述的薄膜晶體管存儲器陣列，其特征在于，所述存儲器單元由一個讀晶體管和一個寫晶體管組成；沿行依次排列的多個存儲器單元中的寫晶體管的柵極與同一條寫入字線電連接；沿列依次排列的多個存儲器單元中的寫晶體管的源極與同一條寫入位線電連接；沿行依次排列的多個存儲器單元中的讀晶體管的漏極與同一條讀取位線電連接；沿列依次排列的多個存儲器單元中的讀晶體管的源極與同一條地線電連接；每個存儲器單元中的讀晶體管的柵極和寫晶體管的漏極之間電連接。
9.權利要求1～8任一所述薄膜晶體管存儲器陣列的制備方法，包括以下步驟：
10.如權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述位于底層的線為連接各存儲器單元的橫方向或列方向的線，相應的，所述位于頂層的線為連接各存儲器單元的列方向或橫方向的線；橫方向和列方向的線在交叉區域由光子晶體隔離介質層隔離。