存儲設備、信息存儲方法、方法以及結構化的材料技術

一種存儲設備，包括多個通過在基體（１５０２）的一個或多個區域（１５１０，１５１２）施加壓力和移去壓力以改變這些區域（１５１０，１５１２）的電導率而形成的納米規模的存儲單元（１５１０，１５１２）。導電讀取探針（１５１４）測定所述區域的電導率，由此將信息存儲在所述單元中。寫入探針（１５０８）在選定的單元施加壓力和移去壓力以改變所述單元的電導率，由此存儲或刪除信息。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種存儲設備、一種信息存儲方法、一種方法、以及一種結構化的材料。
技術介紹
微電子學的飛速發展常常以Moore’s規律為代表，其預測每個集成電路的晶體管數目將繼續保持每兩年增加一倍。這種成倍增加要求各個連續的下一代的集成電路中各個晶體管的物理尺寸減小。然而，達到這種縮減的難度越來越大，由于復雜性呈指數級的增長并且對開發新一代集成電路的時間要求，到了不能經濟可行地繼續遵循Moore’s規律的程度。另一方面，與微處理器相反，對存儲芯片的巨大需求可證明這種對存儲設備的高開發成本。目前對發展更小的存儲設備(特別是形狀尺寸進入納米規模的設備)的需求仍然很大。現有的隨機存取存儲(如SRAM，DRAM)設備在一排存儲單元中存儲信息，每個單元存儲一個單一的二進制數據位。在一種典型的存儲設備中，通過對與包含該單元的那行陣列關聯的字線施加合適的電勢并測量與該單元關聯的位線的所得的電勢，可讀取存儲在具體單元中的數據位。現有的存儲設備的難點之一是每個單元的物理尺寸的減小程度有限，對信息存儲的密度設置上限。例如，在基于晶體管的存儲設備中，盡管每個晶體管的門信號寬度極小(在現有技術中通常約為100nm)，但每個單元的總表面積或覆蓋區至少要大一個數量級。因此，需要一種存儲設備，其具有更簡單的結構，可制造更高密度的單元。因此，需要提供一種存儲單元，一種信息存儲方法，一種方法，和一種結構化的材料，解決現有技術中的一個或多個難點，或至少提供一種有用的選擇。
技術實現思路
在本專利技術中，提供一種信息存儲的方法，包括在基體的一個或多個區域施加壓力和移去壓力，以在所述一個或多個區域存儲信息。本專利技術還提供一種方法，包括在松散的非晶體硅的一個或多個區域施加壓力和移去壓力，以將所述一個或多個區域轉變為基本上為晶體的硅。本專利技術還提供一種方法，包括在基體的一個或多個區域施加壓力和移去壓力，以改變所述一個或多個區域的至少一種性能。本專利技術還提供一種方法，包括在基體的一個或多個區域施加壓力和移去壓力，以在各個所述一個或多個區域的至少一部分中誘導相變化。本專利技術還提供一種方法，包括在松散的非晶體硅的一個或多個區域施加壓力和移去壓力，以將各個所述一個或多個區域的至少一部分轉變為至少一種晶體相。本專利技術還提供一種方法，通過在基本上為硅的基材的一個或多個區域施加壓力和移去壓力，來產生基本上為晶體和基本上為非晶體硅的區域。本專利技術還提供一種方法，通過在基本上為硅的基材的一個或多個區域施加壓力和移去壓力，來產生具有不同電性能和/或物理性能的區域。本專利技術還提供一種存儲設備，包括多個存儲單元，所述存儲單元按下述方式形成在基體的一個或多個區域施加壓力和移去壓力以將所述一個或多個區域的電導率從第一電導率改變為第二電導率，以提供所述多個存儲單元。本專利技術還提供一種存儲設備，包括在一層基本上絕緣的松散的非晶體硅中的多個基本上導電的晶體硅區域。本專利技術還提供一種存儲設備，包括多個具有第一電導率的第一區域，多個具有第二電導率的第二區域，以及至少一個用于確定所述區域的電導率以確定以所述電導率表征的存儲的信息的導電探針。本專利技術還提供一種存儲設備，包括多個第一區域，所述第一區域具有由在所述的第一區域施加壓力和移去壓力產生的第一電導率；多個第二區域，所述第二區域具有第二電導率；與所述第一區域和所述第二區域相鄰的導電字線(wordline)，以及與所述第一區域和所述第二區域相鄰的導電位線(bitline)；其中，所述第一區域和所述第二區域中選定的一個的電導率可通過訪問相應的字線和相應的位線來確定。本專利技術還提供一種存儲設備，包括在一層導電晶體硅中的多個基本上絕緣的非晶體硅區域，所述非晶體硅區域通過在所述導電晶體硅的層的相應區域中施加壓力和移去壓力來形成。本專利技術還提供一種存儲設備，適于通過改變硅的電性能在所述設備的存儲單元中存儲信息。本專利技術還提供一種存儲設備，包括至少一個刻壓頭，用于通過刻壓在所述設備的單元中存儲和/或刪除信息。本專利技術還提供一種結構化的材料，包括在一層松散的非晶體硅中的一個或多個基本上為晶體的區域。附圖說明以下僅通過實施例，并結合附圖描述本專利技術的優選的實施方式，其中圖1是顯示在晶體硅(Si-I)的刻壓過程中發生的相變的示意圖；圖2是顯示用于負載和卸載的穿透深度與施加到晶體硅(Si-I)上的負載的關系圖；圖3是顯示得自初始的Si-I的Raman光譜數據與刻壓的區域的關系圖；圖4是顯示晶體Si-I刻壓后的壓痕的暗視場截面傳輸電子顯微鏡(XTEM)的影像；圖5是顯示松散的非晶體Si的制備的示意圖；圖6是顯示用于負載和卸載的穿透深度與施加到未退火的(非松散的)晶體硅上的負載的關系圖；圖7是顯示得自初始的非退火的a-Si的Raman光譜數據與非退火的和退火的a-Si中的刻壓區域的關系圖；圖8是顯示非松散的a-Si的刻壓區域的明視場XTEM影像的圖；圖9是顯示非松散的a-Si的刻壓的示意圖；圖10是顯示用于負載和卸載的穿透深度與施加到松散的a-Si上的負載的關系圖；圖11是顯示松散的a-Si的刻壓區域的XTEM顯微照片。圖12是顯示在松散的a-Si的刻壓過程中形成的相的示意圖，示出了Si-XII/Si-III是如何形成并隨后轉變回非晶體相的；圖13是顯示用于用半徑為77nm的刻壓頭進行負載和卸載的穿透深度與施加到晶體硅(Si-I)上的負載的關系圖；圖14是顯示通過對松散的非結晶硅進行刻壓并接著進行退火所產生的壓痕的XTEM影像，后者導致壓痕中的轉變的區域進一步轉變為Si-I；圖15是顯示讀-寫存儲設備的優選實施方式的示意圖；圖16是顯示只讀存儲設備的優選實施方式的示意圖。具體實施例方式現有技術的描述在晶體立方體硅(Si-I)中的相變在機械變形過程中，晶體立方體硅(也稱為Si-I，“常見”的硅相，以晶片的形式制造，用于制造微電子設備)經歷了一系列的相轉變。高壓金剛石砧實驗顯示，在壓力約為11Gpa下負載時，晶體金剛石立方體Si-I經歷了一個相轉變，轉變為金屬性β-Sn相(也稱為Si-II)，如在J.Z.Hu、L.D.Merkle、C.S.Menoni和I.L.Spain的Phys.Rev.(B 34，4679(1986))中所描述的，并且由于Si-II在低于約2GPa的壓力下是不穩定的，Si-II在壓力釋放的過程中經歷進一步的轉變。Si-I在稱為刻壓的方法中經歷類似的一系列轉變，其中，通過增加施加的力將極硬的刻壓頭壓入材料的表面(稱為負載階段)，接著將該力減小(稱為卸載階段)并從目前發生變形或刻壓的表面移去刻壓頭。圖1概括了在Si-I的刻壓負載和卸載過程中發生的相轉變。如在金剛石砧實驗中那樣，在壓力下，最初的Si-I相102轉變為Si-II相104，即，在負載過程中。在卸載時，根據卸載速度的不同，Si-II階段104經歷額外的轉變，形成晶體相Si-XII/Si-III 106或非晶體相(a-Si)108。快速卸載導致a-Si 108的形成，而速卸載導致Si-XII/Si-III 106的形成，如圖1所示。Si-I的刻壓實驗的結果，特別是隨后使用Raman光譜和截面傳輸電子顯微鏡(XTEM)對刻壓區域的分析將在下文中進行描述。使用超微刻壓系統2000(UMIS))進行刻壓，采用兩個半徑約本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種信息存儲方法，包括：在基體的一個或多個區域中施加壓力和移去壓力，以在所述一個或多個區域中存儲信息。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】AU 2003-12-9 20039068081.一種信息存儲方法，包括在基體的一個或多個區域中施加壓力和移去壓力，以在所述一個或多個區域中存儲信息。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述一個或多個區域提供用于存儲設備的一個或多個存儲單元。3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，各個所述存儲單元的尺寸是納米規模級的。4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，包括測量所述一個多個區域的性能，以確定存儲在所述一個或多個區域中的信息。5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述性能包括電導率或電阻率。6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述施加和移去壓力包括將所述一個或多個區域從至少一種第一相轉變為至少一種第二相。7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少一種第一相包括非晶體相，所述至少一種第二相包括至少一種晶體相。8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述非晶體相是松散的非晶體相。9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述基體基本上是硅。10.如權利要求6所述的方法，其特征在于，包括加熱所述一個或多個區域，以在所述一個或多個區域中誘導進一步的相變。11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述加熱將所述至少一種晶體相轉變為電導率更大的晶體相。12.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述施加和移去壓力的步驟包括控制施加和移去壓力中的至少一個，以確定存儲在所述一個或多個區域中的信息。13.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述施加和移去壓力包括控制所述移去壓力的速率，以確定存儲在所述一個或多個區域中的信息。14.如權利要求1所述的方法，其特征在于，包括選擇施加到各個所述一個或多個區域的壓力，以確定存儲在所述一個或多個區域中的信息。15.如權利要求14所述的方法，其特征在于，所述壓力選自許多預定的壓力，以在各個所述一個或多個區域中提供多位信息存儲。16.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述施加和移去壓力將所述一個或多個區域的電導率從第一電導率改變為第二電導率，并且所述方法還包括在所述一個或多個區域施加和移去壓力，以將所述一個或多個區域的電導率從第二電導率改變為第三電導率。17.如權利要求16所述的方法，其特征在于，所述第三電導率基本上等于所述第一電導率。18.一種方法，包括在松散的非晶體硅的一個或多個區域施加壓力和移去壓力，以將所述一個或多個區域轉變為基本上為晶體的硅。19.如權利要求18所述的方法，其特征在于，還包括步驟加熱所述一個或多個區域，以將所述基本上是晶體的硅轉變為進一步的晶體相。20.如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述進一步的晶體相比所述基本上是晶體的硅具有更大的電導率。21.如權利要求18所述的方法，其特征在于，還包括步驟在所述一個或多個區域施加壓力和移去壓力，以將所述一個或多個區域中基本上是晶體的硅轉變為基本上是非晶體的硅。22.如權利要求18所述的方法，其特征在于，包括控制施加到所述一個或多個區域的壓力，以確定所述一個或多個基本上為晶體的硅區域的至少一種尺寸。23.如權利要求22所述的方法，其特征在于，所述施加到各個區域的壓力選自許多預定的壓力。24.如權利要求22所述的方法，其特征在于，包括控制在所述一個或多個區域上的壓力的進一步施加和移去，以改變所述基本上是晶體的硅區域的至少一種尺寸。25.一種方法，包括對基體的一個或多個區域施加或移去壓力，以轉變所述一個或多個區域的至少一種性能。26.如權利要求25所述的方法，其特征在...

【專利技術屬性】
技術研發人員：JS威廉姆斯，JE布拉德比，MV斯溫，
申請(專利權)人：日歐塔控股有限公司，
類型：發明
國別省市：AU[澳大利亞]