NO314373B1 - Matrix addressable apparatus with one or more memory devices - Google Patents

Matrix addressable apparatus with one or more memory devices Download PDF

Info

Publication number
NO314373B1
NO314373B1 NO20015815A NO20015815A NO314373B1 NO 314373 B1 NO314373 B1 NO 314373B1 NO 20015815 A NO20015815 A NO 20015815A NO 20015815 A NO20015815 A NO 20015815A NO 314373 B1 NO314373 B1 NO 314373B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
electrode
memory
electrodes
thin film
memory device
Prior art date
Application number
NO20015815A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20015815A (en
NO20015815D0 (en
Inventor
Hans Gude Gudesen
Original Assignee
Hans Gude Gudesen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hans Gude Gudesen filed Critical Hans Gude Gudesen
Priority to NO20015815A priority Critical patent/NO314373B1/en
Publication of NO20015815D0 publication Critical patent/NO20015815D0/en
Priority to AU2002343261A priority patent/AU2002343261B2/en
Priority to EP02780190A priority patent/EP1461833A1/en
Priority to CA002467189A priority patent/CA2467189A1/en
Priority to CNA02823510XA priority patent/CN1592971A/en
Priority to RU2004118417/28A priority patent/RU2261500C2/en
Priority to JP2003548312A priority patent/JP2005510879A/en
Priority to PCT/NO2002/000390 priority patent/WO2003046995A1/en
Priority to KR1020047007083A priority patent/KR100623143B1/en
Priority to US10/293,341 priority patent/US6775173B2/en
Publication of NO20015815A publication Critical patent/NO20015815A/en
Publication of NO314373B1 publication Critical patent/NO314373B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1203Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body the substrate comprising an insulating body on a semiconductor body, e.g. SOI
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/22Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B53/00Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K19/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic element specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, covered by group H10K10/00
    • H10K19/202Integrated devices comprising a common active layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår et matriseadresserbart apparat som omfatter en eller flere minneinnretninger med multidireksjonelt svitsjbare minneceller anordnet i en passiv, matriseadresserbar gruppe, hvor minnecellene omfatter et minnemedium i form av et ferroelektrisk eller elektret tynnfilmminnemateriale som er i stand til å polariseres av et påtrykt elektrisk felt og viser hysterese, hvor i det minste én minneinnretning omfatter to og ikke flere enn tre elektrodeanordninger, hvor den første elektrodeanordning til den minst ene minneinnretning som enten er den eneste minneinnretning i apparatet eller den første av to eller flere minneinnretninger deri, er anordnet på et isolerende substrat. The invention relates to a matrix addressable device comprising one or more memory devices with multidirectionally switchable memory cells arranged in a passive, matrix addressable group, where the memory cells comprise a memory medium in the form of a ferroelectric or electret thin film memory material which is capable of being polarized by an applied electric field and shows hysteresis, where at least one memory device comprises two and no more than three electrode devices, where the first electrode device of the at least one memory device which is either the only memory device in the device or the first of two or more memory devices therein, is arranged on an insulating substrate .

Fra et arkitektonisk standpunkt er den passive matriseutførelse av minner med polymerminne i sandwich mellom elektrodesjikt mer attraktiv enn den såkalte lT-lC-utførelse i silisiumminnearkitekturen i henhold til kjent teknikk, spesielt fordi den gir en større lagringstetthet i sideretningen (4f2 mot 6f2 og større), men også fordi den tillater stabling av påfølgende minnesjikt, f.eks. styrt fra felles substratkrets. Det er imidlertid fortsatt et faktum at til og med en 4f2-utførelse bare gir en arealfyllingsfaktor på 25%. Med en fyllingsfaktor på 50-100% ville behovet for et minnesjikt reduseres tilsvarende, i likhet med produksjonskompleksitet, utbytte og - kostnad. Dessuten vil bruken av bare ett eller to minnesjikt redusere virkningen av etterbehandling av polymer i tilsvarende grad og således påvirke negative ytelseseffekter som følge av slike prosedyrer. From an architectural point of view, the passive matrix design of memories with polymer memory sandwiched between electrode layers is more attractive than the so-called 1T-1C design in the silicon memory architecture according to the prior art, especially because it provides a greater storage density in the lateral direction (4f2 versus 6f2 and greater). , but also because it allows the stacking of successive memory layers, e.g. controlled from common substrate circuit. However, it remains a fact that even a 4f2 design only provides an area fill factor of 25%. With a fill factor of 50-100%, the need for a memory layer would be reduced accordingly, as would production complexity, yield and cost. Moreover, the use of only one or two memory layers will reduce the effect of post-processing of polymer to a corresponding degree and thus affect negative performance effects resulting from such procedures.

Den tradisjonelle tilnærming er å øke celletettheten ved å redusere cellearealet. Jo smalere cellearealet blir, dess mindre må signalene (og signal/støyforholdef), og dess mer følsomt og derfor mer komplekst og arealkrevende vil utiesningskretsene (dominert av deteksjonsforsterkere) måtte være. I realiteten er det ansett som en ekstrem utfordring å danne kryssende matrisesystemer av enhver art med en mindre linjeavstand enn 0,3 fim - 0,4 fim (cellestørrelse 0,09 fim<2> - 0,16 fim<2>). The traditional approach is to increase cell density by reducing cell area. The narrower the cell area becomes, the smaller the signals must be (and the signal/noise ratio), and the more sensitive and therefore more complex and space-consuming the detection circuits (dominated by detection amplifiers) will have to be. In reality, it is considered an extreme challenge to form cross matrix systems of any kind with a line spacing smaller than 0.3 µm - 0.4 µm (cell size 0.09 µm<2> - 0.16 µm<2>).

Et tema forbundet med flerlagsstabling er planarisering. Dannelse av suksessive lag på foregående frembringer gradvis en "bølgende" eller ujevn topografi som vil by på vesentlige problemer med henblikk på litografistyring og følgelig evnen til å adressere og lese ut fra cellene (f.eks. utføres deteksjonsforsterkere relativt til et forventet celleareal, og om dette på grunn av ujevn litografi varierer utover visse grenser, kan signalene ikke leses ut med pålitelighet eller forskjellen mellom "enere" og "nuller" vil være vanskelig å bestemme). A theme associated with multilayer stacking is planarization. Formation of successive layers on top gradually produces a "wavy" or uneven topography that will present significant problems for lithography control and, consequently, the ability to address and read out from the cells (e.g., detection amplifiers are performed relative to an expected cell area, and if, due to uneven lithography, this varies beyond certain limits, the signals cannot be read out reliably or the difference between "ones" and "zeros" will be difficult to determine).

Arkitekturen definerer også hvor mange masketrinn som er det nødvendige minimum, idet jo færre de er, dess mindre kostbare er produksjonen. Å redusere antallet masketrinn er blitt meget viktig. For tiden krever en polymermatrise eksempelvis mer enn 19 flere masketrinn enn konkurrerende flashminner for en typisk mindre innretning med 8 minnesjikt, hvilket betyr at kostnadene for å prosessere en slik brikke fordobles sammenlignet med dagens CMOS-prosesser benyttet eksempelvis for flashminner. The architecture also defines how many mesh steps are the necessary minimum, as the fewer there are, the less expensive the production. Reducing the number of stitches has become very important. Currently, a polymer matrix requires, for example, more than 19 more mask steps than competing flash memories for a typically smaller device with 8 memory layers, which means that the costs of processing such a chip doubles compared to current CMOS processes used, for example, for flash memories.

I et krysspunktmatriseminne av polymer hvor det benyttes et vertikalt svitsjefelt, bestemmer morfologien til den spunne polymerfilm i det store og hele anvendeligheten for minnebruk. Det er en spesiell utfordring å opprettholde en optimal morfologi med hensyn til ferroelektriske minner når filmtykkelsen krymper til under 100 nm. Ved slike tykkelser er filmene mer følsomme enn overfor de benyttede løsningsmidler, spinn- og varmebehandlingsbetingelsene, typen og virkningen av kontakt- og barrierelag etc. Tiltagende tynnere filmer er ønskelig for å redusere svitsjespenningen, f.eks. bør filmene være tynnere enn 30 nm for å oppnå svitsj espenninger mindre enn 5V. Lavere spenningsnivåer er nødvendig for å benytte progressivt tettere litografi og oppnå kompatibilitet med tilhørende konstruksjonsregler, noe som også tillater redusert effektforbruk. Lav spenning er videre meget attraktivt i polymerminner, da den tillater at flere, til syvende og sist alle kretser kan anordnes under den passive minnematrise, noe som igjen reduserer den effektive celleareal ved å redusere tilleggsareal, eventuelt til null og å gjøre viaer, forbindelser osv. lettere å utføre og implementere. In a polymer cross-dot matrix memory where a vertical switching field is used, the morphology of the spun polymer film largely determines its applicability for memory use. It is a particular challenge to maintain an optimal morphology with respect to ferroelectric memories when the film thickness shrinks to below 100 nm. At such thicknesses, the films are more sensitive than to the solvents used, spinning and heat treatment conditions, the type and effect of contact and barrier layers etc. Increasingly thinner films are desirable to reduce the switching voltage, e.g. should the films be thinner than 30 nm to achieve switching voltages less than 5V. Lower voltage levels are necessary to use progressively denser lithography and achieve compatibility with associated design rules, which also allows for reduced power consumption. Low voltage is also very attractive in polymer memories, as it allows several, ultimately all circuits to be arranged under the passive memory matrix, which in turn reduces the effective cell area by reducing additional area, possibly to zero and making vias, connections, etc. .easier to execute and implement.

Å fremstille slike tynne filmer med en akseptabel jevnhet/morfologi og uten kortslutninger er meget krevende over store arealer (så som en skive), også Producing such thin films with an acceptable uniformity/morphology and without short circuits is very demanding over large areas (such as a wafer), also

fordi viktige ferroelektriske egenskaper som krystallinitet har tilbøyelighet til å svekkes med tynnere filmer, mens lekkasje- og snikstrømmer representerer et økende problem. Dette påvirker igjen i høy grad minneegenskapene, f.eks. nivået til det svitsjbare og remanente polarisasjon (noe som er av betydning because important ferroelectric properties such as crystallinity tend to weaken with thinner films, while leakage and leakage currents represent a growing problem. This in turn greatly affects the memory properties, e.g. the level of the switchable and remanent polarization (which is of importance

for å skjelne mellom ener og nuller), svitsjeutholdenhet og svitsjehastigheten. Særlig høytemperaturytelsen (eksempelvis over 60°C) synes å avta i ekstrem grad. to distinguish between ones and zeros), switching endurance and switching speed. Especially the high temperature performance (for example above 60°C) seems to decrease to an extreme degree.

Men selv tykkere minnefilmer representerer en rekke problemer tilsvarende, om enn ikke så uttalte som de som forekommer ved tynnere filmer. Den foretrukkede og etablerte filmpåføringsteknikk er spinnavsetning med bruk av et passende løsningsmiddel. Valget av løsningsmidler, spinnbetingelser, mulige løsningmiddelrester, varmebehandlingsbetingelser relativt til valget av løsningsmiddel osv. representerer store utfordringer med hensyn til å oppnå den korrekte kombinasjon av parametere, en utfordring som er desto større enn når det gjelder tynne filmer. Løsningsmidler er det nødvendig å bruke for å få tynne, jevne filmer på skivesubstratene. But even thicker memory films present a number of similar problems, although not as pronounced as those encountered with thinner films. The preferred and established film application technique is spin deposition using a suitable solvent. The choice of solvents, spinning conditions, possible solvent residues, heat treatment conditions relative to the choice of solvent, etc. represent major challenges with regard to achieving the correct combination of parameters, a challenge that is all the greater than in the case of thin films. Solvents are necessary to obtain thin, uniform films on the wafer substrates.

På grunn av svitsjespenningens avhengighet av filmtykkelsen (se nedenfor), vil med redusert filmjevnhet koersitivfeltet variere tilsvarende, noe som vil by på problemer under drift hvis variasjonene er større enn det maksimalt tillatte utslag i spenningen. På den annen side, jo større de konstruktive utslag er, dess mer komplekse vil kretsene som trengs for å håndtere det være, med i tillegg økte kostnader med hensyn til arealeffektivitet/produksjonskompleksitet og innretningens kostnader. Due to the dependence of the switching voltage on the film thickness (see below), with reduced film smoothness the coercive field will vary accordingly, which will present problems during operation if the variations are greater than the maximum permissible variation in the voltage. On the other hand, the greater the constructive impact, the more complex the circuits needed to handle it will be, with additional costs in terms of area efficiency/production complexity and facility costs.

Sannsynligvis er et enda mer vesentlig morfologisk aspekt det faktum at polymeren utsettes for en betydelig etterbehandling, f.eks. avsetning av toppelektroder, kontaktlag, viaer og forbindelser etc. i flerlags minnestabler og dette kan ha en potensielt alvorlig negativ virkning på polymerens yteevne, noe som er meget vanskelig å kontrollere tilfredsstillende, spesielt i en kommersiell fremstillingsprosess. Probably an even more significant morphological aspect is the fact that the polymer is subjected to a significant post-treatment, e.g. deposition of top electrodes, contact layers, vias and connections etc. in multi-layer memory stacks and this can have a potentially serious negative effect on the performance of the polymer, which is very difficult to control satisfactorily, especially in a commercial manufacturing process.

Bruken av polymer og det faktum at elektrodene ligger direkte på dette materialet som har en smeltetemperatur på ca. 150°C, resulterer i problemer hva pakkingen angår. I en typisk loddeprosess kan temperaturene nå så høyt som 210°C (i begrensede perioder), hvilket byr på problemer for arkitekturen, da polymeren begynner å smelte og flyte, slik at kontaktflaten mellom elektroder og polymer kan skades. The use of polymer and the fact that the electrodes lie directly on this material, which has a melting temperature of approx. 150°C, results in problems as far as packaging is concerned. In a typical soldering process, temperatures can reach as high as 210°C (for limited periods), presenting problems for the architecture, as the polymer begins to melt and flow, so that the contact surface between electrodes and polymer can be damaged.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er således å avbøte de ovennevnte ulemper og problemer med matriseadresserbare minneinnretninger i henhold til kjent teknikk og spesielt med polymerminnemateriale og som benyttet i en matriseadresserbare datalagringsinnretning. The purpose of the present invention is thus to mitigate the above-mentioned disadvantages and problems with matrix addressable memory devices according to known technology and in particular with polymer memory material and as used in a matrix addressable data storage device.

Hensikten med oppfinnelsen så vel som ytterligere trakk og fordeler oppnås med et matriseadresserbart apparat som er kjennetegnet ved at den første elektrodeanordning omfatter parallelle stripelignende elektroder med bredde w og høyde h atskilt innbyrdes elektrisk isolert av et parti av isolerende tynnfilmmateriale anordnet mellom elektrodene og som dekker sidekantene til disse i et lag med tykkelse 8, idet tykkelsen 8 er en liten brøkdel av elektrodebredden w, at elektrodene har et stort høyde/breddeforhold H/W, at den første elektrodeanordning omfatter en rekke parallelle fordypninger i sin toppflate og som er orientert perpendikulært til lengdeaksen til elektrodene med en bredde omtrent lik elektrodebredden w og som strekker seg nedad fra toppflaten av elektroden til en avstand h som er omtrent halvparten av høyden H til den sistnevnte, idet fordypningene er innbyrdes atskilt med en avstand omtrent lik bredden W av elektrodene, at minst sideveggene til fordypningene er dekket av en tynnfilm av minnematerialet og at deres bunnflate er dekket med isolerende tynnfilm som opsjonelt også kan dannes av minnematerialet, og at elektrodene til det annet elektrodesett er anordnet i fordypningene i kontakt med og på tynnfilmmaterialet til disse, hvorved minnematerialet anordnet i fordypningene danner minnecellen til minneinnretningen, idet en enkelt minnecelle i hvert tilfelle er definert i volumet av minnematerialet anordnet mellom en elektrode i den første elektrodeanordning og en elektrode i den annen elektrodeanordning ved krysningen mellom disse, hvorved en minnecelle kan polariseres og svitsjes i sideretningene perpendikulære på sideveggene av fordypningen og en tredje retning perpendikulær til bunnflaten av fordypningen, gitt at bunnflaten også er dekket av minnematerialet. The purpose of the invention as well as further features and advantages is achieved with a matrix addressable device characterized in that the first electrode arrangement comprises parallel strip-like electrodes of width w and height h separated from each other electrically isolated by a portion of insulating thin film material arranged between the electrodes and covering the side edges to these in a layer of thickness 8, the thickness 8 being a small fraction of the electrode width w, that the electrodes have a large height/width ratio H/W, that the first electrode arrangement comprises a number of parallel recesses in its top surface and which are oriented perpendicular to the longitudinal axis of the electrodes with a width approximately equal to the electrode width w and which extends downwards from the top surface of the electrode to a distance h which is approximately half the height H of the latter, the recesses being mutually separated by a distance approximately equal to the width W of the electrodes, that at least the side walls of the recesses are covered by one thin film of the memory material and that their bottom surface is covered with insulating thin film which can optionally also be formed from the memory material, and that the electrodes of the second electrode set are arranged in the recesses in contact with and on the thin film material of these, whereby the memory material arranged in the recesses forms the memory cell of the memory device, in that a single memory cell in each case is defined in the volume of the memory material arranged between an electrode in the first electrode device and an electrode in the second electrode device at the crossing between them, whereby a memory cell can be polarized and switched in the lateral directions perpendicular to the side walls of the recess and a third direction perpendicular to the bottom surface of the recess, given that the bottom surface is also covered by the memory material.

I en fordelaktig utførelse av apparatet i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvor den minst ene minneinnretning omfatter en tredje elektrodeanordning, er den isolerende tynnfilm anordnet over toppflatene til elektrodene i henholdsvis den første og annen elektrodeanordning, idet den isolerende tynnfilm i minst et parti som dekker toppflatene til elektrodene i den annen elektrodeanordning er dannet av minnematerialet, elektrodene i den tredje elektrodeanordning er anordnet i kontakt med og på det isolerende tynnfilmmateriale i et arrangement lik det i den første elektrodeanordning og orientert i den samme retning og perpendikulært på elektrodene i den annen elektrodeanordning, slik at en elektrode i den tredje elektrodeanordning registrerer med den tilsvarende elektrode i den første elektrodeanordning, hvorved hver minnecelle er definert av en tynnfilm av minnematerialet som dekker en elektrode i den annen elektrodeanordning ved krysningen av den sistnevnte mellom en elektrode i henholdsvis den første og tredje elektrodeanordning, slik at en minnecelle kan polariseres og svitsjes i en fjerde retning perpendikulær til toppflaten av en elektrode i den annen elektrodeanordning. In an advantageous embodiment of the device according to the present invention, where the at least one memory device comprises a third electrode device, the insulating thin film is arranged over the top surfaces of the electrodes in the first and second electrode device, respectively, the insulating thin film in at least a part covering the top surfaces of the electrodes in the second electrode arrangement are formed by the memory material, the electrodes in the third electrode arrangement are arranged in contact with and on the insulating thin film material in an arrangement similar to that in the first electrode arrangement and oriented in the same direction and perpendicular to the electrodes in the second electrode arrangement , so that an electrode in the third electrode device registers with the corresponding electrode in the first electrode device, whereby each memory cell is defined by a thin film of the memory material covering an electrode in the second electrode device at the crossing of the latter between an electrode in h respectively the first and third electrode devices, so that a memory cell can be polarized and switched in a fourth direction perpendicular to the top surface of an electrode in the second electrode device.

I en variant av denne utførelsen hvor to eller flere minneinnretninger er anordnet i en vertikal stabel, er toppflatene til elektrodene i den tredje elektrodeanordning dekket av et isolerende bakplan, og hver minneinnretning er anordnet stablet over hverandre atskilt av de isolerende bakplan, hvorved apparatet implementeres som et volumetrisk datalagringsapparat. In a variant of this embodiment where two or more memory devices are arranged in a vertical stack, the top surfaces of the electrodes in the third electrode arrangement are covered by an insulating backplane, and each memory device is arranged stacked one above the other separated by the insulating backplanes, whereby the device is implemented as a volumetric data storage device.

Hvor apparatet i henhold til oppfinnelsen er utført med to eller flere minneinnretninger anordnet i en vertikal stabel, er fordelaktig den første elektrodeanordning og den annen elektrodeanordning i en minneinnretning anordnet i registrerende forhold med henholdsvis de tilsvarende elektrodeanordninger i hvilken som helst annen minneinnretning i stabelen, hver minneinnretning i stabelen atskilt fra enhver tilstøtende nabominneinnretning av den isolerende tynnfilm påført over toppflaten av elektrodene, idet den isolerende tynnfilm i det minste i partiene hvor elektrodene i den annen elektrodeanordning krysser elektrodene i den første elektrodeanordning i den tilstøtende nabominneinnretning er dannet av minnematerialet som i disse partier kan polariseres eller svitsjes i en fjerde retning perpendikulært til toppflaten av elektrodene i den annen elektrodeanordning ved å påtrykke et elektrisk felt mellom disse elektroder og kryssende elektroder i den første elektrodeinnretning i en tilstøtende nabominneinnretning, og en minnecelle definert i minnematerialet som omgir en elektrode i den annen elektrodeanordning ved krysningen mellom den siste og elektrodene i den første elektrodeanordning i det respektive forekommende minneinnretning og en tilstøtende haleminneinnretning i stabelen, hvorved apparatet implementeres som et volumetrisk datalagringsapparat med den første elektrodeanordning fra den annen minneinnretning i stabelen av en tredje elektrodeanordning i underliggende nabominneinnretning. Where the device according to the invention is made with two or more memory devices arranged in a vertical stack, the first electrode device and the second electrode device in a memory device are advantageously arranged in recording relationship with the corresponding electrode devices in any other memory device in the stack, each memory device in the stack separated from any adjacent neighboring memory device by the insulating thin film applied over the top surface of the electrodes, the insulating thin film at least in the parts where the electrodes in the second electrode device cross the electrodes in the first electrode device in the adjacent neighboring memory device is formed from the memory material which in these parts can be polarized or switched in a fourth direction perpendicular to the top surface of the electrodes in the second electrode arrangement by applying an electric field between these electrodes and crossing electrodes in the first electrode arrangement in an adjacent nth neighboring memory device, and a memory cell defined in the memory material surrounding an electrode in the second electrode device at the junction between the last and the electrodes in the first electrode device in the respective occurring memory device and an adjacent tail memory device in the stack, whereby the device is implemented as a volumetric data storage device with the first electrode device from the second memory device in the stack of a third electrode device in the underlying neighboring memory device.

I apparatet i henhold til oppfinnelsen kan det isolerende tynnfilmmateriale være et ferroelektrisk eller elektret materiale, og minnematerialet kan være et polymer- eller kopolymermateriale. Det isolerende tynnfilmmateriale og minnematerialet være utført i det samme materiale, idet minnematerialet da spesielt foretrukket er et polymer- eller et kopolymermateriale. In the device according to the invention, the insulating thin film material can be a ferroelectric or electret material, and the memory material can be a polymer or copolymer material. The insulating thin film material and the memory material must be made of the same material, the memory material being particularly preferably a polymer or a copolymer material.

Oppfinnelsen vil forstås bedre av den etterfølgende beskrivelse og spesielt i forbindelse med en drøfting av foretrukne utførelser lest i samband med den vedføyde tegning, på hvilken The invention will be better understood from the following description and especially in connection with a discussion of preferred embodiments read in connection with the attached drawing, in which

fig. 1 viser et tverrsnitt av en første elektrodeanordning som benyttet i en minneinnretning i henhold til oppfinnelsen, fig. 1 shows a cross-section of a first electrode device used in a memory device according to the invention,

fig. 2 et grunnriss av en elektrodeanordningen på fig. 1, fig. 2 a ground plan of an electrode arrangement in fig. 1,

fig. 3 et tverrsnitt av en konfigurasjon av den første elektrodeanordning tatt langs linjen A-A på fig. 2, fig. 3 a cross-section of a configuration of the first electrode device taken along the line A-A in fig. 2,

fig. 4 et tverrsnitt av den første og en annen elektrodeanordning i en minneinnretning som benyttet i apparatet i henhold til oppfinnelsen, fig. 4 a cross-section of the first and a second electrode arrangement in a memory device as used in the apparatus according to the invention,

fig. 5 et tverrsnitt gjennom minneinnretningen som benyttet i apparatet i henhold til oppfinnelsen før et sluttrinn i dens fremstilling, fig. 5 a cross-section through the memory device used in the apparatus according to the invention before a final step in its manufacture,

fig. 6 et tverrsnitt gjennom minneinnretningen på fig. 5 med anordnede minneceller, fig. 6 a cross-section through the memory device in fig. 5 with arranged memory cells,

fig. 7a et grunnriss av minneinnretningen på fig. 6 og som viser arrangementene av minneceller i denne, fig. 7a a plan view of the memory device in fig. 6 and which shows the arrangements of memory cells therein,

fig. 7b et tverrsnitt gjennom minneinnretningen på fig. 7a, tatt langs linjen a-a, fig. 7b a cross-section through the memory device of fig. 7a, taken along the line a-a,

fig. 8a et grunnriss av en minnecelle i minneinnretningen på fig. 7a og 7b, fig. 8a a plan view of a memory cell in the memory device of fig. 7a and 7b,

fig. 8b et tverrsnitt gjennom minnecellen på fig. 8a, tatt langs linjen C-C, fig. 8b a cross-section through the memory cell of fig. 8a, taken along the line C-C,

fig. 9 et tverrsnitt gjennom minneinnretningen på fig. 7a med en annen utførelse av minnecellene, fig. 9 a cross-section through the memory device in fig. 7a with another embodiment of the memory cells,

fig. 10 en tredje elektrodeanordning i minneinnretningen som benyttet i apparatet i henhold til oppfinnelsen, fig. 10 a third electrode device in the memory device as used in the device according to the invention,

fig. 1 la en variant av minneinnretningen som benyttet i apparatet i henhold til oppfinnelsen, fig. 1 shows a variant of the memory device used in the device according to the invention,

fig. 1 lb et tverrsnitt av minneinnretningen på fig. 1 la, tatt langs linjen A-A, fig. 1 lb a cross section of the memory device of fig. 1 la, taken along the line A-A,

fig. 12a en foretrukket utførelse av apparatet i henhold til oppfinnelsen i stablet konfigurasjon, fig. 12a a preferred embodiment of the device according to the invention in a stacked configuration,

fig. 12b et grunnriss av en minnecelle i denne, og fig. 12b a plan view of a memory cell therein, and

fig. 12c et tverrsnitt tatt langs linjen C-C i minnecellen på fig. 12b. fig. 12c a cross-section taken along the line C-C in the memory cell of fig. 12b.

Apparatet i henhold til oppfinnelsen skal nå forklares i detalj med en gjennomgående drøftelse av dens enkelte deler og utførelse derav, som vist på figurene. The apparatus according to the invention will now be explained in detail with a thorough discussion of its individual parts and their execution, as shown in the figures.

Fig. 1 viser et tverrsnitt av en elektrodeanordning i apparatet i henhold til oppfinnelsen. Elektrodeanordningen El omfatter et antall parallelle elektroder el som fremtrer som stripelignende i grunnrisset av elektrodeanordningen på fig. 2. Hver elektrode el er anbrakt på et isolerende substrat 1 og atskilt bare ved hjelp av en isolerende tynnfilm 2a som forhindrer ohmsk kontakt mellom de enkelte elektroder el. Elektrodene el er realisert med høyde H og en bredde w, men med et forholdsvis stort høyde/breddeforhold H/w. Denne isolerende tynnfilm 2a har en tykkelse 5 som typisk er mindre enn elektrodebredden w, og dette innebærer at nesten hele arealet av en elektrodeanordning slik dens fotavtrykk fremtrer på fig. 2, beslaglegges av elektrodene, mens det isolerende tynnfilmsjikt eller barriere 2a mellom elektrodene beslaglegger bare en liten del av dette (hvis en litografi på 0,15 |im eller større benyttes; finere litografi reduserer denne forskjellen). En elektrodeanordning av denne art kan fremstilles ved en fremgangsmåte som vist i norsk patentsøknad nr. 20015509 innlevert 9. november 2001 og som tilhører den foreliggende søknads oppfinner, og følgelig skal den aktuelle fremgangsmåte til fremstilling av en tett elektrodeanordning av denne art ikke belyses i ytterligere detalj her, da den ovennevnte søknad kan betraktes som innbefattet ved henvisning. I den forbindelse skal det imidlertid bemerkes at elektrodebredden kan svare til et prosessbeskrankende minimumstrekk f, hvis størrelse vil være avhengig av f.eks. konstruksjonsregler som f.eks. kan benyttes i en fotomikrolitografisk mønstringsprosess. I ethvert tilfelle impliserer dette at enten elektrodebredden w eller avstanden d fra én av elektrodene til den neste i elektrodeanordningen El vil være underlagt en konstruksjonsregel av denne art, mens dette ikke trenger å være tilfelle for tykkelsen av isolerende tynnfilm som kan avsettes ved prosesser ubeskranket av enhver konvensjonell konstruksjonsregel. Det følger også at den virkelige bredde av f.eks. annenhver elektrode el i elektrodeanordningen El da kan være mindre enn det prosessbeskrankede minimumstrekk f med en verdi 28, dvs. at det er avstanden d = w + 28 som i realiteten er begrenset av konstruksjonsregelen. Fig. 1 shows a cross-section of an electrode device in the device according to the invention. The electrode arrangement El comprises a number of parallel electrodes el which appear as strip-like in the ground plan of the electrode arrangement in fig. 2. Each electrode or is placed on an insulating substrate 1 and separated only by means of an insulating thin film 2a which prevents ohmic contact between the individual electrodes or. The electrodes el are realized with a height H and a width w, but with a relatively large height/width ratio H/w. This insulating thin film 2a has a thickness 5 which is typically smaller than the electrode width w, and this means that almost the entire area of an electrode device as its footprint appears in fig. 2, is occupied by the electrodes, while the insulating thin film layer or barrier 2a between the electrodes occupies only a small part of this (if a lithography of 0.15 µm or larger is used; finer lithography reduces this difference). An electrode device of this kind can be produced by a method as shown in Norwegian patent application no. 20015509 submitted on 9 November 2001 and which belongs to the inventor of the present application, and consequently the method in question for producing a dense electrode device of this kind shall not be elucidated further detail here, as the above application may be considered incorporated by reference. In this connection, however, it should be noted that the electrode width may correspond to a process-limiting minimum feature f, the size of which will depend on e.g. construction rules such as can be used in a photomicrolithographic patterning process. In any case, this implies that either the electrode width w or the distance d from one of the electrodes to the next in the electrode arrangement El will be subject to a construction rule of this nature, while this need not be the case for the thickness of insulating thin film which can be deposited by processes unrestricted by any conventional rule of construction. It also follows that the real width of e.g. every second electrode el in the electrode arrangement El can then be smaller than the process-limited minimum distance f with a value of 28, i.e. that it is the distance d = w + 28 that is in reality limited by the construction rule.

Vedrørende grunnrisset på fig. 2 viser det elektrodeanordningen med fordypninger 3 dannet nedad fra toppflatene til elektrodene el i denne. Disse fordypninger 3, som kan ha tilnærmet samme bredde w som elektrodene el, strekker seg perpendikulært til elektrodene el og er atskilt av de resterende partier av elektrodene el som tilsvarende kan ha en bredde på omtrent w. Fordypningene 3 strekker seg fra toppflaten av elektrodene el og nedad mot substratet over en avstand h og har et hovedsakelig rektangulært tverrsnitt. Ved bunnen av fordypningene vil elektrodene e 1 forbindes av et avsnitt av disse som strekker seg til en høyde 8h over substratet 1. Det skal forstås at mens 8h + h = H, kan størrelsen av h velges som ca. 50% av H. Dette kan best ses på fig. 3 som viser et tverrsnitt av elektrodeanordningen el på fig. 2 tatt langs linjen A-A, med andre ord sett fra retningen angitt ved B. Nå dekkes elektroden el med fordypningene 3 av en isolerende tynnfilm 4, og en annen elektrodeanordning E2 omfattende elektrodene s2 dannes ved å avsette elektrodemateriale i fordypningene 3, som vist i tverrsnittet av elektrodeanordningen EI gjengitt på fig. 4. Den isolerende tynnfilm 4 kan være ethvert dielektrisk tynnfilmmateriale, men foretrukket kunne den være en ferroelektrisk eller elektret tynnfilmmateriale, hvilket skal omtales nærmere nedenfor. Etter at elektrodene e2 til den annen elektrodeanordning E2 er blitt anordnet i fordypningene 3, blir den isolerende tynnfilm 4 etset bort overalt hvor den ikke er dekket av de avsatte elektroder e2, og dette gir en struktur som vist på fig. 5. Tomme spor 3a dannes nå i de gjenstående partier av fordypningene 3 mellom elektrodene el, e2 med partiet 4b av isolerende tynnfilm på bunnen av fordypningene 3. Sideveggene av fordypningene 3 i elektrodene el er nå blottlagt. Deretter kan sporene 3a fylles med et minnemateriale, f.eks. et ferroelektrisk eller elektret polymermateriale 4a, som vil strekke seg langsetter sporene mellom elektrodene el og e2 som vist på fig. 6. Hvis det isolerende tynnfilmmateriale 4 opprinnelig var et ferroelektrisk eller elektret materiale, vil også partiet 4b vist på bunnen av fordypningene 3 under elektrodene e2 nå være et minnemateriale lik det vist som 4a på fig. 6. Fig. 7a viser et grunnriss av den ferdigstilte struktur som vist på fig. 6. På fig. 7a angir B synsretningen for tverrsnittet vist på fig. 6. Det vil nå ses at elektrodene e2 i den annen elektrodeanordning E2 er orientert perpendikulært til elektrodene el i den første elektrodeanordning El. Minnematerialet 4a anordnet mellom elektrodene e1 og e2 ved sporene derimellom i fordypningene 3 utgjør nå minnemediet i minnecellene 5 dannet i minnematerialet 4a og opsjonelt 4b ved krysningen av en elektrode s2 i den annen elektrodeanordning E2 med en elektrode el i den første elektrodeanordning El og følgelig skaffer strukturen på fig. 7a med minnematerialet og elektroder e 1, e2 nå en passiv, matriseadresserbar gruppe av minneceller 5 som spesielt skal være ferroelektrisk eller elektrete minneceller og ennå mer foretrukket så som realisert med minnematerialet i form av en polymer eller kopolymer. Fig. 7b viser et snitt gjennom fig. 7a tatt langs linjen A-A og det ses nå hvordan påtrykking av spenning over elektroden el og e2 slik at det fås et elektrisk potensial derimellom over minnematerialet 4a og etter valg også 4b, gjør at minnecellene 5 enten polariseres eller svitsjes i forskjellige retninger. Partiet av minneceller ved 4a kan f.eks. svitsjes i en sideretning relativt til utstrekningen av minneinnretningen, mens det opsjonelle parti av minnematerialet 4b på bunnen av fordypningen 3 kan svitsjes i en retning perpendikulær til planet av minneinnretningen eller som antydet på fig. 7b, i en vertikal retning. Ved å gjøre dette kan tre "underceller" svitsjes samtidig, hvorved det fås et tre ganger større signal, mens arealet av undercellen i bunnen blir lik elektrodenes overlappende areal og arealet i de to sidevegger utgjør 2wh. Det siste tilfelle innfører derfor en ekstra dimensjon sammenlignet med vertikalt svitsjede celler som kjent i teknikken, noe som innebærer at cellens fotavtrykk vil være uavhengig av en benyttet konstruksjonsregel. Fig. 8a og 8b viser en minnecelle i en minneinnretning i apparatet i henhold til oppfinnelsen mer detaljert, med svitsjeretningene angitt slik de kan forekomme og svarende til tegnforklaringen gitt i forbindelse med fig. 8a og 8b. Fig. 8a viser et grunnriss av en enkelt minnecelle med elektrodene fjernet og det vil ses at alt minnemateriale i sideveggene kan svitsjes i sideretningen, mens minnematerialet i bunnen kan svitsjes i en vertikal retning. Dette kan også godt ses på fig. 8b, som viser tverrsnitt av minnecellen 5 på fig. 8a tatt langs linjen C-C og med omriss av elektrodene el, e2 angitt ved stiplede linjer. Denne utførelse av en minnecelle 5 avviker vesentlig fra konvensjonelle minneceller i passive matriseadresserbare minneinnretninger, hvor minnecellen er anordnet i sandwich mellom overliggende og underliggende elektrodeanordninger med de respektive elektroder orientert innbyrdes ortogonalt for å definere og adressere en minnecelle i f.eks. et globalt sjikt av minnematerialet i sandwich mellom elektrodelagene. En konvensjonell sandwichutførelse av denne art tillater bare en eneste svitsjeretning, mens minnecellene i apparatet i henhold til oppfinnelsen vil tillate minst tre svitsjeretninger og dette skal i sin tur medføre en vesentlig fordel for å frembringe mer pålitelige og mer tettpakkede passive matriseadresserbare innretninger med et ferroelektrisk eller elektret minnemateriale, innbefattet en forbedret signal/støyforhold. En betraktning av fig. 7a viser at minneinnretningen som vist der, kan svitsjes i tre retninger på til sammen tretti steder for ti definerbare minneceller. Regarding the ground plan in fig. 2 shows the electrode arrangement with depressions 3 formed downwards from the top surfaces of the electrodes or therein. These recesses 3, which may have approximately the same width w as the electrodes el, extend perpendicularly to the electrodes el and are separated by the remaining parts of the electrodes el which can correspondingly have a width of approximately w. The depressions 3 extend from the top surface of the electrodes el and downwards towards the substrate over a distance h and have a mainly rectangular cross-section. At the bottom of the depressions, the electrodes e 1 will be connected by a section of these which extends to a height 8h above the substrate 1. It should be understood that while 8h + h = H, the size of h can be chosen as approx. 50% of H. This can best be seen in fig. 3 which shows a cross-section of the electrode device el in fig. 2 taken along the line A-A, in other words seen from the direction indicated by B. Now the electrode el with the depressions 3 is covered by an insulating thin film 4, and another electrode device E2 comprising the electrodes s2 is formed by depositing electrode material in the depressions 3, as shown in the cross section of the electrode device EI shown in fig. 4. The insulating thin film 4 can be any dielectric thin film material, but preferably it could be a ferroelectric or electret thin film material, which will be described in more detail below. After the electrodes e2 of the second electrode device E2 have been arranged in the recesses 3, the insulating thin film 4 is etched away wherever it is not covered by the deposited electrodes e2, and this gives a structure as shown in fig. 5. Empty tracks 3a are now formed in the remaining parts of the depressions 3 between the electrodes el, e2 with the part 4b of insulating thin film on the bottom of the depressions 3. The side walls of the depressions 3 in the electrodes el are now exposed. The slots 3a can then be filled with a memory material, e.g. a ferroelectric or electret polymer material 4a, which will extend along the tracks between the electrodes e1 and e2 as shown in fig. 6. If the insulating thin film material 4 was originally a ferroelectric or electret material, the part 4b shown at the bottom of the depressions 3 below the electrodes e2 will now also be a memory material similar to that shown as 4a in fig. 6. Fig. 7a shows a ground plan of the completed structure as shown in fig. 6. In fig. 7a, B indicates the viewing direction for the cross-section shown in fig. 6. It will now be seen that the electrodes e2 in the second electrode arrangement E2 are oriented perpendicularly to the electrodes el in the first electrode arrangement El. The memory material 4a arranged between the electrodes e1 and e2 at the grooves between them in the recesses 3 now constitutes the memory medium in the memory cells 5 formed in the memory material 4a and optionally 4b at the crossing of an electrode s2 in the second electrode device E2 with an electrode el in the first electrode device El and consequently provides the structure of fig. 7a with the memory material and electrodes e 1, e2 now a passive, matrix-addressable group of memory cells 5 which should in particular be ferroelectric or electret memory cells and even more preferably as realized with the memory material in the form of a polymer or copolymer. Fig. 7b shows a section through fig. 7a taken along the line A-A and it can now be seen how the application of voltage across the electrodes el and e2 so that an electric potential is obtained in between over the memory material 4a and optionally also 4b, means that the memory cells 5 are either polarized or switched in different directions. The batch of memory cells at 4a can e.g. is welded in a lateral direction relative to the extent of the memory device, while the optional part of the memory material 4b at the bottom of the recess 3 can be welded in a direction perpendicular to the plane of the memory device or as indicated in fig. 7b, in a vertical direction. By doing this, three "subcells" can be switched on at the same time, whereby a three times larger signal is obtained, while the area of the subcell at the bottom becomes equal to the overlapping area of the electrodes and the area in the two side walls amounts to 2wh. The latter case therefore introduces an extra dimension compared to vertically switched cells as known in the art, which means that the cell's footprint will be independent of a construction rule used. Fig. 8a and 8b show a memory cell in a memory device in the device according to the invention in more detail, with the switching directions indicated as they may occur and corresponding to the legend given in connection with fig. 8a and 8b. Fig. 8a shows a plan of a single memory cell with the electrodes removed and it will be seen that all memory material in the side walls can be welded in the lateral direction, while the memory material in the bottom can be welded in a vertical direction. This can also be clearly seen in fig. 8b, which shows a cross-section of the memory cell 5 in fig. 8a taken along the line C-C and with an outline of the electrodes el, e2 indicated by dashed lines. This embodiment of a memory cell 5 differs significantly from conventional memory cells in passive matrix addressable memory devices, where the memory cell is arranged in a sandwich between overlying and underlying electrode devices with the respective electrodes oriented mutually orthogonally to define and address a memory cell in e.g. a global layer of the memory material sandwiched between the electrode layers. A conventional sandwich design of this kind only allows a single switching direction, while the memory cells in the device according to the invention will allow at least three switching directions and this in turn should entail a significant advantage for producing more reliable and more densely packed passive matrix addressable devices with a ferroelectric or electret memory material, including an improved signal to noise ratio. A consideration of FIG. 7a shows that the memory device as shown there can be switched in three directions in a total of thirty places for ten definable memory cells.

En fjerde svitsj eretning kan nå fås ved å anordne en tredje elektrodeanordning E3 i minneinnretningen i apparatet i henhold til oppfinnelsen. Fig. 4 viser hvordan toppflatene til elektrodene el, e2 i respektive elektrodeanordninger El, E2 er belagt med en isolerende tynnfilm 4, som f.eks. kan dannes av et ferroelektrisk eller elektret minnemateriale, f.eks. et polymer- eller kopolymermateriale. I det minste på toppflaten av elektrodene e2 skal den isolerende tynnfilm være et minnemateriale, f.eks. av den sistnevnte art, og svare til partiene 4c som vist på fig. 9. Nå kan en tredje elektrodeanordning E3, som i realiteten er lik den første elektrodeanordning El bortsett fra at elektrodene e3 har mindre høyde/breddeforhold, være anordnet over den isolerende tynnfilm 4 med elektrodene e3 orientert i samme retning som elektrodene el i elektrodeanordningen El, slik at hver elektrode e3 i den førnevnte registrerer med den lignende tilsvarende elektrode el i den sistnevnte. Elektrodene e3 i elektrodeanordningen E3 kan f.eks. være anordnet på et isolerende bakplan 1' som vist på fig. 10. Dermed fås en minneinnretning som noe skjematisk gjengitt i grunnriss på fig. 1 la, som skal betraktes i samband med fig. 1 lb som viser et tverrsnitt gjennom planrisset på fig. 1 la tatt langs linjen A-A og sett i retning fra B. Hver minnecelle 5 er definert på den vanlige måte og kan som vist på fig. 1 lb, nå polariseres eller svitsjes i fire retninger, da partiene 4c av minnematerialet i en celle 5 nå kan adresseres via en elektrode e2 i den annen elektrodeanordning E2 og en ortogonalt kryssende elektrode e3 i den tredje elektrodeanordning E2. Hver minnecelle kan med andre ord adresseres i fire retninger på fire forskjellige steder i denne. Videre kan en minneinnretning svarende til den vist på fig. 1 la og 1 lb nå bli benyttet i apparatet i henhold til oppfinnelsen til å implementere den sistnevnte som en volumetrisk datalagringsapparat ved ganske enkelt å stable minneinnretningene vist på fig. 1 la og fig. 11b opp på hverandre. Hver minneinnretning i stabelen vil naturligvis være atskilt av de isolerende bakplan 1'. A fourth switching direction can now be obtained by arranging a third electrode device E3 in the memory device in the apparatus according to the invention. Fig. 4 shows how the top surfaces of the electrodes el, e2 in respective electrode devices El, E2 are coated with an insulating thin film 4, which e.g. can be formed from a ferroelectric or electret memory material, e.g. a polymer or copolymer material. At least on the top surface of the electrodes e2, the insulating thin film must be a memory material, e.g. of the latter kind, and correspond to the lots 4c as shown in fig. 9. Now a third electrode arrangement E3, which in reality is similar to the first electrode arrangement El except that the electrodes e3 have a smaller height/width ratio, can be arranged above the insulating thin film 4 with the electrodes e3 oriented in the same direction as the electrodes el in the electrode arrangement El, so that each electrode e3 in the former registers with the similar corresponding electrode el in the latter. The electrodes e3 in the electrode arrangement E3 can e.g. be arranged on an insulating back plane 1' as shown in fig. 10. A memory device is thus obtained which is somewhat schematically represented in the ground plan in fig. 1 la, which is to be considered in connection with fig. 1 lb showing a cross-section through the plan view of fig. 1 la taken along the line A-A and seen in the direction from B. Each memory cell 5 is defined in the usual way and can, as shown in fig. 1 lb, is now polarized or switched in four directions, as the parts 4c of the memory material in a cell 5 can now be addressed via an electrode e2 in the second electrode device E2 and an orthogonally crossing electrode e3 in the third electrode device E2. In other words, each memory cell can be addressed in four directions at four different places in it. Furthermore, a memory device similar to that shown in fig. 1 la and 1 lb now be used in the apparatus according to the invention to implement the latter as a volumetric data storage apparatus by simply stacking the memory devices shown in fig. 1 la and fig. 11b on top of each other. Each memory device in the stack will naturally be separated by the insulating backplane 1'.

Imidlertid kan det fås et bedre økonomisk resultat eller utførelse av apparatet i henhold til oppfinnelsen som et volumetrisk datalagringsapparat med stablede minneinnretninger, med en konfigurasjon som vist på fig. 12a. Den grunnleggende byggesten er her minneinnretningen som vist på fig. 9 og med isolerende tynnfilm 4 anordnet på toppen av denne. Tynnfilmen 4 kan naturligvis være et ferroelektrisk eller elektret materiale og skal i ethvert tilfelle i partier over toppoverflatene til elektrodene s2 være et minnemateriale, f.eks. et ferroelektrisk eller elektret materiale, foretrukket et polymer- eller kopolymermateriale av denne art. Dermed kan minneinnretninger lik den på fig. 9 stables på toppen av hverandre og danne en stabel Sl, S2, S3 med minneinnretninger av denne art og det vil ses at elektrodene sl i en tilstøtende minneinnretning nå utfører funksjonen til elektrodene e3 i minneinnretningen vist på fig. 11b. Med andre ord vil apparatet i henhold til oppfinnelsen vist på fig. 12a med stablede minneinnretninger tillate polarisasjon og svitsjing av minnecellene i fire retninger, dvs. to sideretninger og to vertikale retninger og ved fire atskilte steder i hver minnecelle. Apparatet vist på fig. 12a er med andre ord meget enklere enn apparatet basert på en minneinnretning konfigurert like den vist på fig. 11b. However, a better economic result or embodiment of the apparatus according to the invention can be obtained as a volumetric data storage apparatus with stacked memory devices, with a configuration as shown in fig. 12a. The basic building block here is the memory device as shown in fig. 9 and with insulating thin film 4 arranged on top of this. The thin film 4 can of course be a ferroelectric or electret material and must in any case in parts above the top surfaces of the electrodes s2 be a memory material, e.g. a ferroelectric or electret material, preferably a polymer or copolymer material of this kind. Thus, memory devices like the one in fig. 9 are stacked on top of each other and form a stack Sl, S2, S3 with memory devices of this nature and it will be seen that the electrodes sl in an adjacent memory device now perform the function of the electrodes e3 in the memory device shown in fig. 11b. In other words, the device according to the invention shown in fig. 12a with stacked memory devices allow polarization and switching of the memory cells in four directions, i.e. two lateral directions and two vertical directions and at four separate locations in each memory cell. The apparatus shown in fig. 12a is, in other words, much simpler than the apparatus based on a memory device configured similar to that shown in fig. 11b.

Fig. 12b viser et grunnriss av en minnecelle 5 i apparatet på fig. 12a med elektrodene fjernet og svitsjeretningene angitt i henhold til den ledsagende tegnforklaring. Fig. 12c viser et tverrsnitt av minnecellen 5 på fig. 12b tatt langs linjen C-C og viser klart svitsj eretningene så vel som den bokslignende struktur av en minnecelle 5 i apparatet i henhold til oppfinnelsen. Enhver minnecelle i en minneinnretning i apparatet i henhold til oppfinnelsen som gjengitt på fig. 12 vil naturligvis være definert av minnematerialet som omgir elektrodene e2 ved krysningen derimellom og respektive overliggende og underliggende elektroder sl som er orientert ortogonalt til de før nevnte. Fig. 12b shows a plan view of a memory cell 5 in the device of fig. 12a with the electrodes removed and the switching directions indicated according to the accompanying legend. Fig. 12c shows a cross-section of the memory cell 5 in fig. 12b taken along the line C-C and clearly shows the switching directions as well as the box-like structure of a memory cell 5 in the apparatus according to the invention. Any memory cell in a memory device in the apparatus according to the invention as shown in fig. 12 will naturally be defined by the memory material which surrounds the electrodes e2 at the crossing between them and respective overlying and underlying electrodes sl which are oriented orthogonally to the aforementioned.

Det skal også bemerkes at de ti minneceller som kan fås i en minneinnretning som vist på fig. 1 la eller fig. 12a i hvert tilfelle tillater ikke mindre enn 40 adresseringssteder kan sammenlignes med halvparten av dette antall celler med et enkelt adresseringssted for hver som kan fås i en vanlig sandwichstruktur som opptar det samme areal som f.eks. en enkelt minneinnretning i apparatet som f.eks. vist på fig. Ila eller 12a. Arealfyllingsfaktoren blir også fordoblet fra 0,25 til 0,5 og med det ytterligere resultat av en fordoblet lagringstetthet minst en fordoblet kondensatorareal som gir en sterkt forbedret signal/støy forhold og detekterbarhet. Det skal dessuten bemerkes at fordypningene som rommer elektrodene e2 og minnematerialet kan gjøres meget videre enn f.eks. en prosessbeskranket minimumstrekk f, mens bredden w av elektroden e2 kan være betraktelig mindre. Følgelig kan minnematerialet 4 avsettes med en tilsvarende større tykkelse og det samme ville også gjelde minnecellepartiene 4b og 4c. Tykkelsen av minnematerialet i disse er naturligvis ikke begrenset av en annen spesifikk konstruksjonsregel da den kan påføres ved forskjellige fremgangsmåter velkjent for fagfolk og med en tykkelse som beskrevet og som strekker seg fra noen få nanometer og oppover. It should also be noted that the ten memory cells which can be obtained in a memory device as shown in fig. 1 la or fig. 12a in each case allows no less than 40 addressing sites can be compared to half this number of cells with a single addressing site for each which can be obtained in a common sandwich structure occupying the same area as e.g. a single memory device in the device such as shown in fig. Ila or 12a. The area filling factor is also doubled from 0.25 to 0.5 and with the further result of a doubled storage density at least a doubled capacitor area which provides a greatly improved signal/noise ratio and detectability. It should also be noted that the recesses that accommodate the electrodes e2 and the memory material can be made much wider than e.g. a process-limited minimum draw f, while the width w of the electrode e2 can be considerably smaller. Consequently, the memory material 4 can be deposited with a correspondingly greater thickness and the same would also apply to the memory cell parts 4b and 4c. The thickness of the memory material in these is of course not limited by another specific construction rule as it can be applied by various methods well known to those skilled in the art and with a thickness as described and which extends from a few nanometers upwards.

Det bør bemerkes at apparatet i henhold til oppfinnelsen ikke er begrenset til de foretrakkede eksempliifserende utførelser som er vist i det foregående. Andre variantutførelser kan frembringes innenfor oppfinnelsens ramme. It should be noted that the apparatus according to the invention is not limited to the preferred exemplary embodiments shown above. Other variants can be produced within the framework of the invention.

Det foreslåtte konsept innfører en ny cellearkitektur som tillater påtrykking The proposed concept introduces a new cell architecture that allows imprinting

av et felt i en sideretning i forhold til (krets-)substratet (om konstruksjonen er hybrid). Dette kan kombineres med påtrykking av vertikale felter, potensielt samtidig. Flerlagsminner kan bygges med bare ett eneste polymerlag og en avsetning, etter valg, utført som et siste prosesstrinn, idet hverken metall eller noe annet skal avsettes på polymeren, slik at de omtalte problemer forbundet med påfølgende prosessering på polymer unngås. of a field in a lateral direction in relation to the (circuit) substrate (if the construction is hybrid). This can be combined with the printing of vertical fields, potentially at the same time. Multilayer memories can be built with just one single polymer layer and a deposition, optionally, carried out as a final processing step, as neither metal nor anything else must be deposited on the polymer, so that the mentioned problems associated with subsequent processing on polymer are avoided.

En minnematrise basert på sideveissvitsjing kan fremstilles på en rekke A memory matrix based on lateral switching can be produced in a number of ways

måter. En foretrukket utførelse er følgende prosedyre. Et tynt isolerende lag avsettes på silisiumskiven (eksempelvis Si02 eller et ferroelektrisk polymermateriale som polyvinylidendifluorid eller kopolymeren polyvinylidendifluorid-trifluoroetylen (PVDF-TrFe)). Deretter bygges et første sett av (parallelle) elektroder i dette lag (første masketrinn), f.eks. med to ganger tykkelsen (høyden) eller høyde/breddeforholdet H/w for en typisk ways. A preferred embodiment is the following procedure. A thin insulating layer is deposited on the silicon wafer (for example SiO 2 or a ferroelectric polymer material such as polyvinylidene difluoride or the copolymer polyvinylidene difluoride-trifluoroethylene (PVDF-TrFe)). A first set of (parallel) electrodes is then built in this layer (first mesh step), e.g. with twice the thickness (height) or height/width ratio H/w of a typical

elektrode som ellers benyttet for en krysspunktmatriseminne av tilsvarende størrelse og funksjonalitet. Et isolerende lag påføres deretter globalt. Deretter vil åpningen mellom elektrodene fylles med et elektrodemateriale, (det samme eller et annet, muligvis en rekke forskjellige) for å danne et annet sett av elektroder. Det resulterende elektrodemønster er betegnet som et "tett elektrodemønster", som vist i den ovennevnte norske patentsøknad. Disse to elektrodesettene vil heretter bli kalt "bunnelektroder". Deretter avsettes et tredje sett av parallelle (topp-)elektroder orientert med 90° til de første to, ved først å fremstille åpninger som strekker seg tilstrekkelig gjennom bunnelektrodene, f.eks. med (50%) med bruk av en (annen) maske. Deretter påføres et globalt isolasjonsmateriale, f.eks. forskjellig fra det benyttet for bunnelektrodene, f.eks. i form av ferroelektrisk kopolymer (nødvendig om vertikal svitsjing skal benyttes), fulgt av en fylling i toppelektroden med det samme eller alternativt elektrodemateriale. Deretter benyttes kjemomekanisk polering (CMP) eller en annen planariseringsprosess, f.eks. global etsing, for å bli kvitt overflødig elektrode/isolatormateriale, slik at isolatormaterialet mellom alle tre elektrodesett blir blottlagt og det således fås en fullstendig isolasjon mellom hver av elektrodesettene, idet resultatet blir en krysspunktmatrisegruppe hvor bunnelektrodene og toppelektrodenes toppflater befinner seg i samme plan. Isolatormaterialet blir deretter etset bort ned til bunnivået for toppelektroden og det fylles med minnemateriale, f.eks. en ferroelektrisk polymer, enten med tradisjonell spinnbelegging eller en alternativ metode, f.eks. dyppbelegging fra smelte. electrode as otherwise used for a cross-point matrix memory of similar size and functionality. An insulating layer is then applied globally. Then the gap between the electrodes will be filled with an electrode material, (the same or a different one, possibly a variety of different ones) to form another set of electrodes. The resulting electrode pattern is termed a "dense electrode pattern", as shown in the above-mentioned Norwegian patent application. These two sets of electrodes will hereafter be called "bottom electrodes". Then a third set of parallel (top) electrodes oriented at 90° to the first two is deposited, by first making openings that extend sufficiently through the bottom electrodes, e.g. with (50%) using a (different) mask. A global insulation material is then applied, e.g. different from that used for the bottom electrodes, e.g. in the form of ferroelectric copolymer (necessary if vertical switching is to be used), followed by a filling in the top electrode with the same or alternative electrode material. Chemo-mechanical polishing (CMP) or another planarization process is then used, e.g. global etching, to get rid of excess electrode/insulator material, so that the insulator material between all three electrode sets is exposed and a complete isolation is thus obtained between each of the electrode sets, the result being a cross-point matrix group where the top surfaces of the bottom electrodes and the top electrodes are located in the same plane. The insulator material is then etched away down to the bottom level of the top electrode and it is filled with memory material, e.g. a ferroelectric polymer, either with traditional spin coating or an alternative method, e.g. dip coating from melt.

De siste etsings- og fyllingstrinn kan unngås hvis isolatormaterialet er et ferroelektrisk materiale overalt eller bare utgjør toppisolatormaterialet. Fordelen ved dette er at det ikke er noen problemer med å få fylt polymermaterialet i de smale åpninger mellom elektrodene; ulempen er at polymermaterialet vil være utsatt for prosessering. Polymermaterialets evne til å trenge inn i de smale åpninger mellom elektrodene kan ytterligere bedres ved å benytte elektrostatiske eller lignende tiltrekkingsmetoder, og dessuten fordi bunnen av åpningene alltid vil være et isolatormateriale, vil PVD-TrFe-filmen ikke være nødt til å trenge helt ned til bunnen av åpningene. The final etching and filling steps can be avoided if the insulator material is a ferroelectric material throughout or only constitutes the top insulator material. The advantage of this is that there are no problems with filling the polymer material in the narrow openings between the electrodes; the disadvantage is that the polymer material will be subject to processing. The polymer material's ability to penetrate the narrow openings between the electrodes can be further improved by using electrostatic or similar attraction methods, and furthermore, because the bottom of the openings will always be an insulating material, the PVD-TrFe film will not have to penetrate all the way down to the bottom of the openings.

Ved å påtrykke spenning til en av bunnelektrodene og toppelektrodene, vil polymermaterialet på begge sider av toppelektroden hvor den tilsvarende bunnelektrode krysser, svitsjes i sideretningen. Tykkelsen av polymermaterialet svarer til tykkelsen av polymerfilmen i den vertikale svitsjearkitektur. Det betyr at nivået for den påtrykte spenning som er nødvendig for å oppnå fullstendig polarisasjonssvitsjing er en direkte funksjon av tykkelsen av polymermaterialet mellom elektrodeåpningene og således styrt av tykkelsen av det påførte isolatormaterialet, ikke av tykkelsen av det spunne polymersjikt. Dette sikrer en meget jevnere tykkelse enn om polymeren ble påført i en vertikal struktur og også at ujevne sidevegger på elektrodene ikke ødelegger denne jevnheten, da den motsatte elektrodevegg vil gjenspeile ujevnheter i den annen sidevegg. By applying voltage to one of the bottom electrodes and the top electrodes, the polymer material on both sides of the top electrode where the corresponding bottom electrode crosses will be welded in the lateral direction. The thickness of the polymer material corresponds to the thickness of the polymer film in the vertical switching architecture. This means that the level of applied voltage required to achieve complete polarization switching is a direct function of the thickness of the polymer material between the electrode openings and thus controlled by the thickness of the applied insulator material, not by the thickness of the spun polymer layer. This ensures a much more uniform thickness than if the polymer was applied in a vertical structure and also that uneven sidewalls on the electrodes do not destroy this uniformity, as the opposite electrode wall will reflect unevenness in the other sidewall.

Det faktum at begge sider av toppelektrodene svitsjer samtidig betyr at den effektive celleareal dobles og at signal/støyforholdet således forbedres med en faktor på 1,42. Den effektive celleareal kan ytterligere forbedres ved å utføre topp/bunnelektroden tykkere, da cellearealet blir lik cellens lengde W multiplisert med cellens høyde h. Dette faktum tillater et vilkårlig stort celleareal uansett cellens fotavtrykk i sideretningen ved å innføre en vertikal celledimensjon. Cellens høyde og tykkelse er ikke kritisk selv når det benyttes litografi med høyere oppløsning. Alt dette vil følgelig forbedre cellens utmattingsfasthet under svitsjing. The fact that both sides of the top electrodes switch simultaneously means that the effective cell area is doubled and that the signal/noise ratio is thus improved by a factor of 1.42. The effective cell area can be further improved by making the top/bottom electrode thicker, as the cell area becomes equal to the cell's length W multiplied by the cell's height h. This fact allows an arbitrarily large cell area regardless of the cell's lateral footprint by introducing a vertical cell dimension. The cell's height and thickness are not critical even when using higher resolution lithography. All this will consequently improve the cell's fatigue resistance during switching.

Lagringstettheten til den første elektrodestruktur svarer til 2f2 eller f2. Hvis tette elektroder benyttes som toppelektroder, vil det bare medføre to masketrinn. Dette er bra sammenlignet med vertikal arkitektur som vil trenge to (eller fire) minnesjikt og 3 (eller 6) masketrinn for å oppnå det samme. The storage density of the first electrode structure corresponds to 2f2 or f2. If dense electrodes are used as top electrodes, this will only result in two mesh steps. This is good compared to vertical architecture which would need two (or four) memory layers and 3 (or 6) mask steps to achieve the same.

Når dette første "lag" er dannet, kan ytterligere lag tilføyes på forskjellige måter. En er ganske enkelt å avsette polymerfilm på toppen av den første struktur og deretter bygge et nytt bunnelektrodesett på toppen av dette. Dermed vil toppelektroden i den første struktur kombinere med bunnelektroden i den neste for å danne et ekstra 2f2- (eller f2-)minnelag (enskjønt med bare ett celleareal pr. celle). Da dette bare krever et masketrinn, vil den resulterende stabel som representerer en full f2 (eller en tetthet på 1/2 f2) bare innebære tre masketrinn, mens med den vertikale arkitektur ville den samme tetthet kreve (medregnet alle masketrinn bortsett fra masker for viaer) 6 (eller 12) masketrinn (to doble eller fire doble lag). Ved å tilføye en toppelektrode til den annen struktur fåes en tetthet på 2/3 f2, en ny bunnelektrode gir 1/3f2 etc. Once this first "layer" is formed, further layers can be added in various ways. One is simply to deposit polymer film on top of the first structure and then build a new bottom electrode set on top of this. Thus, the top electrode in the first structure will combine with the bottom electrode in the next to form an additional 2f2 (or f2) memory layer (albeit with only one cell area per cell). As this only requires one mesh step, the resulting stack representing a full f2 (or a density of 1/2 f2) would only involve three mesh steps, whereas with the vertical architecture the same density would be required (including all mesh steps except for meshes for vias ) 6 (or 12) stitches (two double or four double layers). By adding a top electrode to the second structure, a density of 2/3 f2 is obtained, a new bottom electrode gives 1/3f2 etc.

Om den er begrenset til den første elektrodestruktur eller -lag og isolasjonsmaterialet etses bort med etterfølgende fylling av polymerfilm vil det ikke finnes prosessering på polymeren, hvilket innebærer at en 2f2- (eller f2-) struktur kan bygges uten at polymeren svekkes med en etteravsetting, noe som anses å være meget fordelaktig for å opprettholde en morfologi som er optimal for minneapplikasjoner. If it is limited to the first electrode structure or layer and the insulating material is etched away with subsequent filling of polymer film, there will be no processing on the polymer, which means that a 2f2- (or f2-) structure can be built without the polymer being weakened by a subsequent deposition, which is considered to be highly beneficial in maintaining a morphology that is optimal for memory applications.

Siden det has et planariseringstrinn mellom hvert lag vil det ikke bli noe tap av litografisk tetthet eller filmenhet ved tilsetting av påfølgende lag, noe som også innebærer at bortsett fra mulige komplikasjoner med hensyn til viaer, er det teknisk ingen begrensning på hvor mange lag som kan stables på denne måte til forskjell fra vertikal arkitektur hvor planarisering blir mer og mer vanskelig å oppnå med påfølgende lag. Since there is a planarization step between each layer, there will be no loss of lithographic density or film unity when adding successive layers, which also means that apart from possible complications with regard to vias, there is technically no limit to how many layers can be is stacked in this way in contrast to vertical architecture where planarization becomes more and more difficult to achieve with successive layers.

En alternativ fremgangsmåte for bygging av sideveis svitsjbare celler er som følger. Først blir de parallelle bunnelektroder dannet og hver elektrode utstyrt med fingerlignende utvidelser atskilt med et litografitrinn som strekker seg ut fra elektroden. På disse elektrodene dannes et annet sett elektroder avsatt på det samme plan, dvs. samme substratnivå ved å la disse toppelektrodene "klatre" over bunnelektrodene hvor de krysser. Cellen blir da definert i området hvor fingerlignende utvidelser overlappes av toppelektrodene, idet avstanden dem imellom bestemmer filmtykkelsen, dvs. at det er avstanden mellom den fingerlignende utvidelse og toppelektroden som skal representere det nødvendige koersitivfelt. For å gjøre dette tilstrekkelig kort (foretrukket mindre enn 0,06 um) noe som er vanskelig å oppnå med litografi, kan en rekke teknikker benyttes. Én er "feilinnretting" av toppelektroden relativ til bunnelektroden eksempelvis med en verdi mindre enn 0,06 fim, idet denne feilinnretning/forskyvning deretter utgjør filmtykkelsen i en vertikal cellestruktur. Alternativt kan fremgangsmåte med tette elektroder og barrierelaget benyttes. An alternative method for building laterally switchable cells is as follows. First, the parallel bottom electrodes are formed and each electrode provided with finger-like extensions separated by a lithography step extending from the electrode. On these electrodes, another set of electrodes deposited on the same plane, i.e. the same substrate level, is formed by letting these top electrodes "climb" over the bottom electrodes where they cross. The cell is then defined in the area where finger-like extensions are overlapped by the top electrodes, as the distance between them determines the film thickness, i.e. it is the distance between the finger-like extension and the top electrode that must represent the required coercive field. In order to make this sufficiently short (preferably less than 0.06 µm), which is difficult to achieve with lithography, a number of techniques can be used. One is "misalignment" of the top electrode relative to the bottom electrode, for example with a value less than 0.06 µm, as this misalignment/displacement then constitutes the film thickness in a vertical cell structure. Alternatively, a method with dense electrodes and the barrier layer can be used.

Variasjoner av de ovennevnte utførelser kan benyttes for å oppnå et høyere cellearealtetthet. Én vil være å anordne de fingerlignende utvidelser lenger fra hverandre, f.eks. to litografitrinn borte, slik at det kan fås svitsjing på begge sider av utvidelsene, da det nå vil være to separate toppelektroder som omgir hver side av fingrene. Det er også mulig å benytte konseptet for tette elektroder for å danne tettere toppelektroder for å oppnå en større økning i celletettheten. Variations of the above designs can be used to achieve a higher cell area density. One would be to arrange the finger-like extensions further apart, e.g. two lithography steps gone, so that switching can be achieved on both sides of the extensions, as there will now be two separate top electrodes surrounding each side of the fingers. It is also possible to use the concept of dense electrodes to form denser top electrodes to achieve a greater increase in cell density.

Claims (8)

1. Matriseadresserbart apparat som omfatter én eller flere minneinnretninger med multidireksjonelt svitsjbare minneceller (5) anordnet i en passiv, matriseadresserbar gruppe, hvor minnecellene (5) omfatter et minnemedium i form av et ferroelektrisk eller elektret tynnfilmminnemateriale som er i stand til å polariseres av et påtrykt elektrisk felt og viser hysterese, hvor i det minste én minneinnretning omfatter to og ikke flere enn tre elektrodeanordninger (E), hvor den første elektrodeanordning (E) til den minst ene minneinnretning som enten er den eneste minneinnretning i apparatet eller den første av to eller flere minneinnretninger deri, er anordnet på et isolerende substrat (1), og hvor apparatet er karakterisert ved at den første elektrodeanordning (1) omfatter parallelle stripelignende elektroder (el) med bredde w og høyde h atskilt innbyrdes elektrisk isolert av et parti (2a) av isolerende tynnfilmmateriale anordnet mellom elektrodene (el) og som dekker sidekantene til disse i et lag med tykkelse 8, idet tykkelsen 8 er en liten brøkdel av elektrodebredden w, at elektrodene (sl) har et stort høyde/breddeforhold H/W, at den første elektrodeanordning (El) omfatter en rekke parallelle fordypninger (3) i sin toppflate og som er orientert perpendikulært til lengdeaksen til elektrodene (el) med en bredde omtrent lik elektrodebredden w og som strekker seg nedad fra toppflaten av elektroden (el) til en avstand h som er omtrent halvparten av høyden H til den sistnevnte, idet fordypningene (3) er innbyrdes atskilt med en avstand omtrent lik bredden W av elektrodene, at minst sideveggene til fordypningene (3) er dekket av en tynnfilm (4) av minnematerialet og at deres bunnflate er dekket med isolerende tynnfilm (4b) som opsjonelt også kan dannes av minnematerialet, og at elektrodene (el) til det annet elektrodesett (E2) er anordnet i fordypningene (3) i kontakt med og på tynnfilmmaterialet (4a, 4b) til disse, hvorved minnematerialet anordnet i fordypningene (3) danner minnecellen (5) til minneinnretningen, idet en enkelt minnecelle (5) i hvert tilfelle er definert i volumet av minnematerialet anordnet mellom en elektrode (el) i den første elektrodeanordning og en elektrode (e2) i den annen elektrodeanordning ved krysningen mellom disse, hvorved en minnecelle (5) kan polariseres og svitsjes i sideretningene perpendikulære på sideveggene av fordypningen (3) og en tredje retning perpendikulær til bunnflaten av fordypningen (3),.gitt at bunnflaten også er dekket av minnematerialet.1. Matrix addressable device comprising one or more memory devices with multidirectionally switchable memory cells (5) arranged in a passive, matrix addressable group, where the memory cells (5) comprise a memory medium in the form of a ferroelectric or electret thin film memory material which is capable of being polarized by a impressed electric field and shows hysteresis, where at least one memory device comprises two and no more than three electrode devices (E), where the first electrode device (E) of the at least one memory device which is either the only memory device in the device or the first of two or several memory devices therein, are arranged on an insulating substrate (1), and where the device is characterized in that the first electrode device (1) comprises parallel strip-like electrodes (el) with width w and height h separated from each other electrically insulated by a part (2a) of insulating thin film material arranged between the electrodes (el) and which covers the side edges of these in a layer with thickness 8, the thickness 8 being a small fraction of the electrode width w, that the electrodes (sl) have a large height/width ratio H/W, that the first electrode device (El) comprises a series of parallel recesses (3) in its top surface and which is oriented perpendicular to the longitudinal axis of the electrodes (el) with a width approximately equal to the electrode width w and which extends downwards from the top surface of the electrode (el) to a distance h which is approximately half the height H of the latter, the recesses (3) being mutually separated by a distance approximately equal to the width W of the electrodes, that at least the side walls of the recesses (3) are covered by a thin film (4) of the memory material and that their bottom surface is covered with m ed insulating thin film (4b) which can optionally also be formed from the memory material, and that the electrodes (el) of the second electrode set (E2) are arranged in the recesses (3) in contact with and on the thin film material (4a, 4b) of these, whereby the memory material arranged in the recesses (3) forms the memory cell (5) of the memory device, a single memory cell (5) in each case being defined in the volume of the memory material arranged between an electrode (el) in the first electrode arrangement and an electrode (e2) in the second electrode arrangement at the intersection between these, whereby a memory cell (5) can be polarized and switched in the lateral directions perpendicular to the side walls of the recess (3) and a third direction perpendicular to the bottom surface of the recess (3), given that the bottom surface is also covered by the memory material. 2. Apparat i henhold til krav 1, hvor den minst ene minneinnretning omfatter en tredje elektrodeanordning (E3), karakterisert ved at den isolerende tynnfilm (4) er anordnet over toppflatene til elektrodene (sl;e2) i henholdsvis den første og annen elektrodeanordning (E1;E2), idet den isolerende tynnfilm (4) i minst et parti (4c) som dekker toppflatene til elektrodene (s2) i den annen elektrodeanordning (E2) er dannet av minnematerialet, at elektrodene (e3) i den tredje elektrodeanordning (E3) er anordnet i kontakt med og på det isolerende tynnfilmmateriale (4) i et arrangement lik det i den første elektrodeanordning (El) og orientert i den samme retning og perpendikulært på elektrodene (e2) i den annen elektrodeanordning (E2), slik at en elektrode (e3) i den tredje elektrodeanordning (E3) registrerer med den tilsvarende elektrode (sl) i den første elektrodeanordning (El), hvorved hver minnecelle (5) er definert av en tynnfilm (4a, 4b, 4c) av minnematerialet som dekker en elektrode (e2) i den annen elektrodeanordning (E2) ved krysningen av den sistnevnte mellom en elektrode (e1;e3) i henholdsvis den første og tredje elektrodeanordning (E1;E3), slik at en minnecelle (5) kan polariseres og svitsjes i en fjerde retning perpendikulær til toppflaten av en elektrode (s2) i den annen elektrodeanordning (E2).2. Apparatus according to claim 1, where the at least one memory device comprises a third electrode device (E3), characterized in that the insulating thin film (4) is arranged over the top surfaces of the electrodes (sl;e2) in the first and second electrode arrangement (E1;E2) respectively, the insulating thin film (4) in at least one part (4c) covering the top surfaces until the electrodes (s2) in the second electrode device (E2) are formed from the memory material, that the electrodes (e3) in the third electrode device (E3) are arranged in contact with and on the insulating thin film material (4) in an arrangement similar to that in the first electrode device (El) and oriented in the same direction and perpendicular to the electrodes (e2) in the second electrode device (E2), so that an electrode (e3) in the third electrode device (E3) registers with the corresponding electrode (sl) in the first electrode device (El), whereby each memory cell (5) is defined by a thin film (4a, 4b, 4c) of the memory material covering an electrode (e2) in the other electrode device (E2) at the junction of the latter between an electrode (e1; e3) in respectively the first and third electrode arrangement (E1;E3), so that a memory cell (5) can be polarized and switched in a fourth direction perpendicular to the top surface of an electrode (s2) in the second electrode arrangement (E2). 3. Apparat i henhold til krav 2, hvor to eller flere minneinnretninger er anordnet i en vertikal stabel, karakterisert ved at toppflatene til elektrodene (e3) i den tredje elektrodeanordning er dekket av et isolerende bakplan (1), og at hver minneinnretning er anordnet stablet over hverandre atskilt av de isolerende bakplan (1), hvorved apparatet implementeres som et volumetrisk datalagringsapparat.3. Apparatus according to claim 2, where two or more memory devices are arranged in a vertical stack, characterized in that the top surfaces of the electrodes (e3) in the third electrode device are covered by an insulating back plane (1), and that each memory device is arranged stacked on top of each other separated by the insulating back planes (1), whereby the device is implemented as a volumetric data storage device. 4. Apparat i henhold til krav 1, hvor to eller flere minneinnretninger er anordnet i en vertikal stabel, karakterisert ved at den første elektrodeanordning (El) og den annen elektrodeanordning (E2) i en minneinnretning er anordnet i registrerende forhold med henholdsvis de tilsvarende elektrodeanordninger (E1;E2) i hvilken som helst annen minneinnretning i stabelen, at hver minneinnretning i stabelen er atskilt fra enhver tilstøtende nabominneinnretning av den isolerende tynnfilm (4) påført over toppflaten av elektrodene (el;e2), idet den isolerende tynnfilm (4) i det minste i partiene (4c) hvor elektrodene (e2) i den annen elektrodeanordning (E2) krysser elektrodene (el) i den første elektrodeanordning (El) i den tilstøtende nabominneinnretning, er dannet av minnematerialet som i disse partier (4c) kan polariseres eller svitsjes i en fjerde retning perpendikulær til toppflaten av elektrodene (e2) i den annen elektrodeanordning (E2) ved å påtrykke et elektrisk felt mellom disse elektroder og kryssende elektroder (el) i den første elektrodeinnretning (El) i en tilstøtende nabominneinnretning, og at en minnecelle (5) er definert i minnematerialet som omgir en elektrode (e2) i den annen elektrodeanordning (E2) ved krysningen mellom den siste og elektrodene (el) i den første elektrodeanordning i det respektive forekommende minneinnretning og en tilstøtende nabominneinnretning i stabelen, hvorved apparatet implementeres som et volumetrisk datalagringsapparat med den første elektrodeanordning (El) fra den annen minneinnretning i stabelen av en tredje elektrodeanordning i underliggende nabominneinnretning.4. Apparatus according to claim 1, where two or more memory devices are arranged in a vertical stack, characterized in that the first electrode device (El) and the second electrode device (E2) in a memory device are arranged in a recording relationship with respectively the corresponding electrode devices (E1;E2) in any other memory device in the stack, that each memory device in the stack is separated from any adjacent neighboring memory device of the insulating thin film (4) applied over the top surface of the electrodes (el;e2), the insulating thin film (4) at least in the parts (4c) where the electrodes (e2) of the second electrode device (E2) cross the electrodes (el) in the first electrode device (El) in the adjacent neighboring memory device are formed by the memory material which in these parts (4c) can be polarized or welded in a fourth direction perpendicular to the top surface of the electrodes (e2) in the second electrode device (E2) by applying an electric field between these electrodes and crossing electrodes (el) in the first electrode device (El) in an adjacent neighboring memory device ng, and that a memory cell (5) is defined in the memory material that surrounds an electrode (e2) in the second electrode device (E2) at the junction between the latter and the electrodes (el) in the first electrode device in the respective occurring memory device and an adjacent neighboring memory device in the stack, whereby the device is implemented as a volumetric data storage device with the first electrode device (El) from the second memory device in the stack by a third electrode device in the underlying neighboring memory device. 5. Apparat i henhold til krav 1, karakterisert ved at det isolerende tynnfilmmaterialet (4) er et ferroelektrisk eller elektret materiale.5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the insulating thin film material (4) is a ferroelectric or electret material. 6. Apparat i henhold til krav 1, karakterisert ved at minnematerialet er et polymer- eller kopolymermateriale.6. Apparatus according to claim 1, characterized in that the memory material is a polymer or copolymer material. 7. Apparat i henhold til krav 1, karakterisert ved at det isolerende tynnfilmmateriale (4) og minnematerialet er det samme materiale.7. Apparatus according to claim 1, characterized in that the insulating thin film material (4) and the memory material are the same material. 8. Apparat i henhold til krav 7, karakterisert ved at minnematerialet er et polymer- eller kopolymermateriale.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the memory material is a polymer or copolymer material.
NO20015815A 2001-11-28 2001-11-28 Matrix addressable apparatus with one or more memory devices NO314373B1 (en)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20015815A NO314373B1 (en) 2001-11-28 2001-11-28 Matrix addressable apparatus with one or more memory devices
KR1020047007083A KR100623143B1 (en) 2001-11-28 2002-10-29 Matrix-addressable apparatus with one or more memory devices
CNA02823510XA CN1592971A (en) 2001-11-28 2002-10-29 Matrix-addressable apparatus with one or more memory devices
EP02780190A EP1461833A1 (en) 2001-11-28 2002-10-29 Matrix-addressable apparatus with one or more memory devices
CA002467189A CA2467189A1 (en) 2001-11-28 2002-10-29 Matrix-addressable apparatus with one or more memory devices
AU2002343261A AU2002343261B2 (en) 2001-11-28 2002-10-29 Matrix-addressable apparatus with one or more memory devices
RU2004118417/28A RU2261500C2 (en) 2001-11-28 2002-10-29 Device with matrix addressing, having one or more memorizing devices
JP2003548312A JP2005510879A (en) 2001-11-28 2002-10-29 Matrix addressable device with one or more memory devices
PCT/NO2002/000390 WO2003046995A1 (en) 2001-11-28 2002-10-29 Matrix-addressable apparatus with one or more memory devices
US10/293,341 US6775173B2 (en) 2001-11-28 2002-11-14 Matrix-addressable apparatus with one or more memory devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20015815A NO314373B1 (en) 2001-11-28 2001-11-28 Matrix addressable apparatus with one or more memory devices

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20015815D0 NO20015815D0 (en) 2001-11-28
NO20015815A NO20015815A (en) 2003-03-10
NO314373B1 true NO314373B1 (en) 2003-03-10

Family

ID=19913077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20015815A NO314373B1 (en) 2001-11-28 2001-11-28 Matrix addressable apparatus with one or more memory devices

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP1461833A1 (en)
JP (1) JP2005510879A (en)
KR (1) KR100623143B1 (en)
CN (1) CN1592971A (en)
AU (1) AU2002343261B2 (en)
CA (1) CA2467189A1 (en)
NO (1) NO314373B1 (en)
RU (1) RU2261500C2 (en)
WO (1) WO2003046995A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6649504B2 (en) 2001-12-14 2003-11-18 Thin Film Electronics Asa Method for fabricating high aspect ratio electrodes
US7015504B2 (en) * 2003-11-03 2006-03-21 Advanced Micro Devices, Inc. Sidewall formation for high density polymer memory element array
NO321280B1 (en) 2004-07-22 2006-04-18 Thin Film Electronics Asa Organic, electronic circuit and process for its preparation
US7808024B2 (en) 2004-09-27 2010-10-05 Intel Corporation Ferroelectric polymer memory module
NO20052128L (en) * 2005-04-29 2006-10-30 Thin Film Electronics Asa Memory device and methods for operating it
BR112018012433A2 (en) * 2015-12-21 2018-12-18 Koninklijke Philips N.V. actuator device, and method for actuating a device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69739045D1 (en) * 1997-08-27 2008-11-27 St Microelectronics Srl Manufacturing method for electronic memory devices with virtual ground
US6117760A (en) * 1997-11-12 2000-09-12 Advanced Micro Devices, Inc. Method of making a high density interconnect formation
US6072716A (en) * 1999-04-14 2000-06-06 Massachusetts Institute Of Technology Memory structures and methods of making same

Also Published As

Publication number Publication date
AU2002343261A1 (en) 2003-06-10
NO20015815A (en) 2003-03-10
NO20015815D0 (en) 2001-11-28
RU2004118417A (en) 2005-04-10
JP2005510879A (en) 2005-04-21
WO2003046995A1 (en) 2003-06-05
KR100623143B1 (en) 2006-09-14
CA2467189A1 (en) 2003-06-05
RU2261500C2 (en) 2005-09-27
EP1461833A1 (en) 2004-09-29
KR20040053295A (en) 2004-06-23
CN1592971A (en) 2005-03-09
AU2002343261B2 (en) 2006-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7613027B2 (en) Semiconductor memory device with dual storage node and fabricating and operating methods thereof
CN106505146A (en) Magnetic tunnel junction and three-dimensional magnetic tunnel junction array
US20100270527A1 (en) Phase-change memory device and method of manufacturing the phase-change memory device
CN101023527A (en) An organic ferroelectric or electret device with via connections and a method for its manufacture
CN112018238B (en) Method for manufacturing three-dimensional memory
RU2201639C1 (en) Scalable data processing device
CN114864582A (en) Storage unit, data reading and writing method thereof, preparation method thereof and memory
NO314373B1 (en) Matrix addressable apparatus with one or more memory devices
JP2005509282A (en) Electrode, method and apparatus for memory structure
JP2005509282A5 (en)
US6775173B2 (en) Matrix-addressable apparatus with one or more memory devices
EP1488427B1 (en) A volumetric data storage apparatus comprising a plurality of stacked matrix-addressable memory devices
CN112466874B (en) In-plane read-write ferroelectric memory array with close-packed structure and preparation method thereof
EP4141933A1 (en) Ferroelectric random access memory and manufacturing method therefor, and electronic device
KR100603678B1 (en) Folded memory layers
US10615337B2 (en) Process for creating a high density magnetic tunnel junction array test platform
TW202349384A (en) Semiconductor devices and methods of manufacturing memory devices
KR20020009169A (en) Semiconductor memory device having vertically stacked capacitors
NO322262B1 (en) Electrode device, method of its manufacture, apparatus comprising the electrode device and use of the latter
JP2004288812A (en) Cross point type ferroelectric memory
NO317906B1 (en) A memory device