CN108538842B - 具有旋转检测的圆形打印存储器装置 - Google Patents

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Abstract

公开了圆形打印存储器装置和用于制造圆形打印存储器装置的方法。例如，圆形打印存储器装置包括基础衬底，在基础衬底上以圆形图案布置的多个底部电极，在多个底部电极的顶部上的铁电层，以及在铁电层上的单个顶部电极，所述单个顶部电极经由铁电层接触多个底部电极的每一个。

Description

具有旋转检测的圆形打印存储器装置
技术领域
本公开大体上涉及打印存储器装置，并且更特别地涉及具有旋转检测的圆形打印存储器装置及其制造方法。
背景技术
打印存储器装置可以通过夹在两个交叉导线或电极之间的有源层的状态存储信息的位。打印存储器装置可以用于各种不同的应用。例如，打印存储器装置可以存储可以用于识别或其它应用的位的组合。
目前，打印存储器装置的电极沿着直线以线性图案打印。使用某些线性图案，如果与电极的接触出故障，则存储位的相关单元的整条线可能出故障。打印存储器装置也使用彼此交叉形成交叉点的矩阵的线性电极组。具有交叉点的电极的存储器装置在进行电接触时可能具有较低的未对准公差。因此，如果电极的电触点与读取打印存储器装置的输出的装置的电引脚未对准，则可能发生错误。
发明内容
根据本文中所示的方面，提供了一种圆形打印存储器装置以及用于制造圆形打印存储器装置的方法。实施例的一个公开特征是一种圆形打印存储器装置，其包括基础衬底，在所述基础衬底上以圆形图案布置的多个底部电极，在所述多个底部电极的顶部上的铁电层，以及在所述铁电层上的单个顶部电极，所述单个顶部电极经由所述铁电层接触所述多个底部电极的每一个。
实施例的另一公开特征是一种用于制造圆形打印存储器装置的方法。在一个实施例中，所述方法包括提供基础衬底，在所述基础衬底上以圆形图案施加多个底部电极，在所述多个底部电极的顶部上施加圆形铁电层，以及在所述铁电层的顶部上施加单个顶部电极，其中所述单个顶部电极经由所述铁电层接触所述多个底部电极的每一个。
附图说明
通过结合附图考虑以下详细描述，可以容易地理解本公开的教导，在附图中：
图1示出了示例性圆形打印存储器装置的分解图；
图2示出了示例性圆形打印存储器装置的俯视图；
图3示出了用于制造圆形打印存储器装置的示例性方法的流程图；
图4示出了用于制造圆形打印存储器装置的示例性方法的工艺流程图；以及
图5示出了适合用于执行本文中所述的功能的计算机的高级框图。
为了便于理解，在可能的情况下已使用相同的附图标记来指示图中共有的相同元件。
具体实施方式
本公开宽泛地公开了具有旋转检测的圆形打印存储器装置及其制造方法。如上所述，当前使用的打印存储器装置打印有线性电极，所述线性电极与其间的有源层交叉。如果与电极的一个接触出故障，则该电极上的单元的整条线可能出故障。具有线性电极的打印存储器装置在打印时可能具有较低的未对准公差。因此，如果电触点与读取打印存储器装置的输出的装置的电引脚未对准，则可能发生错误。
本公开的实施例提供了一种圆形打印存储器装置。圆形图案可以使用圆形电触点，其提供比线性图案打印存储器装置更高量的接触面积，原因是与整个装置的面积的比率增加。因此可以提供读取装置的电引脚与接触点未对准的更大宽容度。
图1示出了圆形打印存储器装置100的示例的分解图。圆形打印存储器装置100可以包括基础衬底102，多个底部电极1041-104n(在下文中也单独地称为底部电极104或统称为底部电极104)，铁电层106和单个顶部电极108。在一个实施例中，基础衬底102，底部电极104，铁电层106和单个顶部电极108可以彼此层叠。
在一个实施例中，基础衬底102可以是挠性材料。例如，挠性材料可以是挠性塑料。示例性挠性塑料可以包括聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。
在一个实施例中，基础衬底102可以作为连续片材被提供。例如，基础衬底102可以被辊轧并且进给通过生产多个圆形打印存储器装置100的组装线。然后每个圆形打印存储器装置100可以从基础衬底102的连续片材冲压或切割。
在一个实施例中，多个底部电极104和单个顶部电极108可以由导电材料制成。示例性导电材料可以包括铜，金，银，铝等。
在一个实施例中，每个底部电极104可以具有圆形接触区域116和延伸构件118。圆形接触区域116和延伸构件118可以是单个连续的导电材料片。每个底部电极104的总体形状可以是具有手柄的桨。
底部电极104可以以圆形图案布置在基础衬底102上。底部电极104可以以圆形图案布置，圆形接触区域116在外周边上并且延伸构件118指向圆形图案的中心。圆形图案可以在底部电极104的圆形图案的中心形成中心开口122。另外，底部电极104的圆形图案可以在多个底部电极104中的两个之间留下单个敞开位置120。单个敞开位置120的尺寸可以足够大以配合以圆形图案布置的两个底部电极104之间的另一底部电极104。
在一个实施例中，底部电极104的数量可以取决于将存储在圆形打印存储器装置中的位的数量。在一个示例中，对于具有旋转检测的20位圆形打印存储器装置，20个底部电极104可以铺设在基础衬底102的顶部上。然而，应当注意的是，可以取决于位的期望数量增加任何数量(例如多于或少于20个)的底部电极104。
在一个实施例中，铁电层106可以提供可以通过施加电压或电场而极化的材料。换句话说，可以通过向底部电极104和单个顶部电极108施加适当的电压设定或切换铁电层106的极化状态。与铁电层106和单个顶部电极108交叉的底部电极104可以形成存储圆形打印存储器装置100的位的单独的存储器单元。任何类型的铁电材料可以用于铁电层106。在一个实施例中，铁电层106可以包括含氟聚合物，例如聚四氟乙烯(PTFE)，全氟烷氧基(PFA)，聚偏二氟乙烯(PVDF)，三氟乙烯(TFE)等，或其组合。
在一个实施例中，单个顶部电极108可以呈环110的形状。环110可以包括周边构件112和中心构件114。周边构件112可以具有大致类似于底部电极104的形状。例如，周边构件112也可以具有圆形接触区域和延伸构件。周边构件112可以与中心构件114对准或者可以从中心构件114偏移。
在一个实施例中，环110、周边构件112和中心构件114可以由单个连续的导电材料片制成。结果，周边构件112可以具有到中心构件114的电阻非常低的(例如，近似零电阻)的导电路径。例如，如果导电材料是金属，则周边构件112可以具有到中心构件114的近似零电阻。
因此，当通过具有与中心构件114和周边构件112接触的引脚的读取装置读取圆形打印存储器装置100时，读取装置可以读取低阻抗(例如，由于近似零电阻)。低阻抗可以推断中心构件114上的读取装置的引脚和周边构件112上的读取装置的另一引脚直接连接，并且因此，将周边构件112上的引脚识别为引脚0。换句话说，周边构件112可以是识别触点，不管圆形打印存储器装置100如何定向或旋转，其都可以被读取。结果，圆形打印存储器装置100不必被操纵或旋转以使打印存储器装置100的位由读取装置适当地读取。读取装置可以通过低阻抗(例如，由于近似零电阻)自动检测周边构件112，并且知道底部电极1041-104n的其余引脚的顺序。
在一个实施例中，单个顶部电极108可以施加在铁电层106的顶部上。单个顶部电极108可以定位成使得中心构件114大致位于中心开口122的中心，并且周边构件112位于单个敞开位置120。周边构件112可以定位成看上去如同其沿着圆形图案的圆周对准并且与底部电极104的每一个相同地间隔。换句话说，从俯视图(在图2中示出)，周边构件112将看上去是圆形图案内的另一底部电极104。
另外，单个顶部电极108可以定位成使得环110经由铁电层106接触底部电极104的每一个的延伸构件118。因此，环110的直径可以尺寸确定成使得环110经由铁电层106接触底部电极的每一个的延伸构件118，但是不与圆形接触区域116的任何部分重叠。
如上所述，底部电极104的圆形接触区域116整体上消耗较少的空间。所以，该设计允许更紧凑的形状因数(例如，允许圆形打印存储器装置100将更多存储器单元并且最终将更多的位放入比先前打印存储器装置设计的矩形或线性布置的电极更小的区域中)。
另外，如果一个触点未对准，则底部电极104的圆形布置有助于减少位错误的数量。例如，在线性电极的矩形或矩阵中，一个接触错误可能导致发生接触故障的线性电极上的所有单元的多个故障。与单元故障相关的位错误不能使用纠错算法来纠正，原因是它成本很高。例如，线性电极的4×3矩阵产生可以存储12位的12个单元。对于12位码字，一些纠错码需要4个校验位。如果与连接到3个单元的电极的接触出故障，则所有这些单元也可能出故障。结果，3位可能是错误的。为了纠正3位，需要12个校验位，没有位来存储信息。相反，圆形布置的底部电极104的一个接触错误可以仅导致1位错误，而不是多个错误，减小了单个接触故障的纠错的成本。
图2示出了圆形打印存储器装置100的俯视图。图2示出了底部电极104的圆形图案和处于单个敞开位置120的周边构件112，如上所述。图2示出了经由铁电层106与底部电极104的每一个的延伸构件118接触的环108。另外，图2示出了中心开口122中的中心构件114。
在一个实施例中，中心构件114可以提供对准标记130。对准标记130可以由读取装置使用以将读取装置或机器的引脚对准到底部电极104和周边构件112。
在一个实施例中，附加的导电接触层124可以仅施加到底部电极104的每一个的圆形接触区域116和周边构件112。附加的导电接触层124可以包括碳或金属。附加的导电接触层124可以提供保护以防止可能通过与读取装置反复接触而发生的引脚磨损。
在一个实施例中，铁电层106可以覆盖底部电极104。为了重新建立与底部电极104接触的装置，可以通过物理和/或化学手段，如蚀刻，溶解，掺杂等，例如在底部电极104的每一个的圆形接触区域116上，局部地去除铁电层106。
在一个实施例中，除了周边构件112、中心构件114和底部电极104的每一个的圆形接触区域116之外，可以在整个圆形打印存储器装置100上施加保护层以保护存储器单元(例如，单个顶部电极110和底部电极104的每一个的延伸构件118之间的铁电层106)和从与外界的物理接触暴露的单个顶部电极110。可以通过多次极化铁电层106初始化或“打入”完成的圆形打印存储器装置100。在初始化之后，可以经由写入/读取位模式测试圆形打印存储器装置100。以圆形图案布置的底部电极104的圆形接触区域116和中心构件114可以增加总接触面积并使形状因数最大化。具有圆形打印存储器装置100的相对较大面积和圆形对称性的中心构件114提高了与所有底部电极104和单个顶部电极108的接触的容易性，并且显著地减少了未对准的机会。在初始化和测试之后，可以将完成的圆形打印存储器装置100从基础衬底102的连续片材切割或冲压并且用于各种不同的应用。
图3示出了用于制造圆形打印存储器装置的示例性方法300的流程图。在一个实施例中，方法300的一个或多个步骤或操作可以由如图5中所示并在下文讨论的控制器或计算机执行，其控制执行方法300的制造工厂中的一系列自动化工具或机器。图4示出了用于制造圆形打印存储器装置的方法的工艺流程图400。可以结合图3的框阅读图4。
在框302处，方法300开始。在框304处，方法300提供基础衬底。如工艺流程图400的框402中所示，基础衬底102可以被提供为来自可以在组装线中进给的基础衬底102的卷的连续片材。基础衬底102的连续片材可以从左向右或从右向左进给。图4中的示例示出了从左向右移动的基础衬底102的进给。
在框306处，方法300在基础衬底上以圆形图案施加多个底部电极。电极可以由组装线内的另一机器或工艺预先制造或打印。机器然后可以将底部电极以环形图案放置在基础衬底上。
例如，图4的框404示出了圆形图案。圆形图案可以包括中心开口122和单个敞开位置120。应当注意的是，图4中所示的底部电极的数量不应当被认为是限制性的。另外，底部电极的尺寸、单个敞开位置120的尺寸和中心开口122的尺寸未按比例绘制。
在一个实施例中，对于框404-412的每一个，基础衬底102可以是固定的。例如，单个机器可以执行每个框404-412。在另一实施例中，对于每个框404-412，基础衬底102可以移动。换句话说，不同的机器可以执行每个相应的框404-412。
在框308处，方法300在多个底部电极的顶部上施加铁电层。例如，铁电层可以放置在所有的底部电极104之上，如图4的框406中所示。
在框310处，方法300在铁电层的顶部上施加单个顶部电极，其中单个顶部电极经由铁电层接触多个底部电极的每一个。如图4的框408中所示，单个顶部电极108可以定位成使得中心构件114位于中心开口122的中心(在框404中示出)。另外，周边构件112位于单个敞开位置120(在框404中示出)。另外，环108可以经由铁电层接触底部电极104的每一个的延伸构件118。
在框310处可以加入附加的可选部件。例如，可以将附加的导电接触层加入到底部电极的每个圆形接触区域以及周边构件112和中心构件114。
在圆形打印存储器装置100完成之后，可以初始化和测试圆形打印存储器装置100。如图4的框410中所示，打印存储器装置100可以连接到电压源416。可以在由多个底部电极104空间限定的每个单元中的铁电层106上施加电压以使铁电层106极化并且存储期望的位值(例如，0或1)。
在图4的框412处，圆形打印存储器装置100可以经由通过读取装置418执行的写入/读取图案进行测试。引脚4201至420n+1(在下文中也单独地称为引脚420或统称为引脚420)可以接触相应的底部电极1041至104n和周边构件112。框412示出了引脚420和底部电极104之间的接触的横截面图。如上所述，接触周边构件112和中心构件114的引脚420可以检测周边构件112上的低阻抗(例如，由于近似零电阻)或近似零电阻。读取装置418可以基于低阻抗将周边构件112识别为引脚0，并且然后顺序地以顺时针或逆时针方式识别每个后续底部电极104。
返回参考图3，在框312处，方法300确定方法300是否应当继续。例如，方法300可以由提供基础衬底的连续片材的组装线执行。例如，基础衬底的卷或大片材可以进给通过组装线以形成多个圆形打印存储器装置。每个圆形打印存储器装置可以从基础衬底的连续片材切割或冲压。如果方法300确定方法300应当继续(例如，更多的基础衬底在进给到组装线的卷或大片材中可用)，则该方法可以返回到框304。如图4中的框414所示，片材可以进给并且完成的圆形打印存储器装置100可以移动以提供新的基础衬底。图3的框304-312和图4的框404-412然后可以重复。
然而，如果框312的答案为否，则方法300可以进入框316。在框316处，方法300结束。
应当注意的是，尽管没有明确指定，但是上述方法300和400的一个或多个步骤、功能或操作可以包括特定应用所需的存储、显示和/或输出步骤。换句话说，方法中讨论的任何数据、记录、字段和/或中间结果可以按照特定应用的需要存储、显示和/或输出到另一设备。此外，叙述确定操作或涉及决定的图3和4中的步骤、框或操作不一定要求实施确定操作的两个分支。换句话说，确定操作的分支中的一个可以被视为可选步骤。另外，上述方法300和400的一个或多个步骤、框、功能或操作可以包括可选的步骤，或者可以以与上述不同的顺序组合、分离和/或执行，而不脱离本公开的示例性实施例。此外，在以上公开中使用术语“可选的”并不意味着没有标记为“可选的”的任何其它步骤不是可选的。因而，未叙述未被标记为可选的步骤的任何权利要求不被认为缺少必要的步骤，而是应当被认为叙述这样的省略步骤在该实施例中被认为是可选的实施例。
图5描绘了专用于执行本文中所述的功能的计算机的高级框图。如图5中所示，计算机500包括一个或多个硬件处理器元件502(例如，中央处理单元(CPU)，微处理器，或多核处理器)，存储器504，例如随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM)，用于制造圆形打印存储器装置的模块505，以及各种输入/输出设备506(例如，存储设备，包括但不限于磁带驱动器，软盘驱动器，硬盘驱动器或光盘驱动器，接收器，发射器，扬声器，显示器，语音合成器，输出端口，输入端口和用户输入设备(如键盘，小键盘，鼠标，麦克风等))。尽管仅示出了一个处理器元件，但是应当注意的是，计算机可以采用多个处理器元件。此外，尽管图中仅示出一个计算机，但是对于特定的说明性示例，如果如上所述的(一种或多种)方法以分布式或并行方式实现，即以上(一种或多种)方法的步骤或完整的(一种或多种)方法在多个或并行计算机上实现，则该图的计算机旨在表示那些多个计算机的每一个。此外，可以使用一个或多个硬件处理器来支持虚拟化或共享计算环境。虚拟化计算环境可以支持表示计算机、服务器或其它计算设备的一个或多个虚拟机。在这样的虚拟化虚拟机中，诸如硬件处理器和计算机可读存储器装置的硬件部件可以被虚拟化或逻辑地表示。
应当注意的是，本公开可以用软件和/或软件和硬件的组合来实现，例如使用专用集成电路(ASIC)，可编程逻辑阵列(PLA)，包括现场可编程门阵列(FPGA)，或部署在硬件设备、计算机或任何其它硬件等效物上的状态机，例如，与上面讨论的(一种或多种)方法有关的计算机可读指令可以用于配置硬件处理器以执行以上公开的方法的步骤、功能和/或操作。在一个实施例中，用于制造圆形打印存储器装置的本模块或过程505的指令和数据(例如，包括计算机可执行指令的软件程序)可以加载到存储器504中并且由硬件处理器元件502执行以执行如上面结合示例性方法300和400讨论的步骤、功能或操作。此外，当硬件处理器执行指令以执行“操作”时，这可以包括硬件处理器直接执行操作和/或促进、指导另一硬件设备或部件(例如，协处理器等)或与其协作以执行操作。
执行与上述(一种或多种)方法相关的计算机可读或软件指令的处理器可以视为编程处理器或专用处理器。因而，用于制造本公开的圆形打印存储器装置(包括关联的数据结构)的本模块505可以存储在有形或物理(广义地说，非暂时)计算机可读存储设备或介质上，例如易失性存储器，非易失性存储器，ROM存储器，RAM存储器，磁或光驱动、装置或软盘等。更具体地说，计算机可读存储器装置可以包括提供存储信息(例如，将由处理器或诸如计算机或应用服务器的计算设备访问的数据和/或指令)的能力的任何物理设备。

Claims (11)

1.一种圆形打印存储器装置，其包括：
基础衬底；
在所述基础衬底上以圆形图案布置的多个底部电极，其中所述圆形图案包括在所述多个底部电极中的两个之间的单个敞开位置和在所述圆形图案的中心处的中心敞开位置；
在所述多个底部电极的顶部上的铁电层；以及
在所述铁电层上的单个顶部电极，其中所述铁电层接触所述多个底部电极的每一个和所述单个顶部电极。
2.根据权利要求1所述的圆形打印存储器装置，其中所述单个顶部电极包括包含中心构件和周边构件的环。
3.根据权利要求2所述的圆形打印存储器装置，其中所述周边构件在所述单个敞开位置位于所述铁电层的顶部上。
4.根据权利要求2所述的圆形打印存储器装置，其中所述周边构件和所述多个底部电极的每一个包括近似圆形的接触垫。
5.根据权利要求2所述的圆形打印存储器装置，其中包含中心构件和周边构件的所述环是单个连续件，并且所述周边构件具有近似零电阻，所述近似零电阻将所述单个顶部电极的所述周边构件识别为至读数装置的引脚0。
6.根据权利要求2所述的圆形打印存储器装置，其中所述中心构件位于所述中心的所述铁电层的顶部上。
7.根据权利要求1所述的圆形打印存储器装置，其中所述多个底部电极和所述单个顶部电极包括导电材料。
8.根据权利要求1所述的圆形打印存储器装置，其中所述铁电层包括含氟聚合物。
9.根据权利要求1所述的圆形打印存储器装置，其中所述基础衬底包括挠性塑料。
10.根据权利要求1所述的圆形打印存储器装置，其中存储器单元由与所述单个顶部电极和所述铁电层交叉的所述多个底部电极的每一个形成。
11.根据权利要求10所述的圆形打印存储器装置，其中所述存储器单元存储单个位。
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