NO317906B1 - Minneinnretning - Google Patents

Abstract

I en volumetrisk ferroelektrisk minneinnretning eller elektret minneinnretning med et minnemateriale anordnet i sandwich mellom første og andre elektrodelag (2;4) med stripelignende elektroder som danner ordlinjer (2) og bitlinjer (4) i en matriseadresserbar minnegruppe (M), defineres minneceller i volumet av minnemateriale mellom to kryssende ordlinjer (2) og bitlinjer (4) og en rekke minnegmpper er anordnet i et stablet arrangement. En stabel (S) av minnegmpper (M) er dannet av to eller flere båndlignende strukturer (R) som er foldet og/eller flettet om hverandre. Hver båndlignende struktur (R) omfatter et fleksibelt substrat (3) av ikke-ledende materiale og elektrodelagene (2;4) som er anordnet på hver overflate av subatratet og omfatter parallelle, stripelignende elektroder som strekker seg langs den båndlignende struktur (R). Et lag av minnemateriale (1) dekker ett av elektrodelagene slik at minnegruppen (M) i stabelen (S) dannes av overlappende partier av et par av tilstøtende, båndlignende strukturer (Rt, R) og som krysser hovedsakelig ortogonalt.

Description

Oppfinnelsen angår en ferroelektrisk eller elektret volumetrisk minneinnretning, hvor et ferroelektrisk eller elektret minnemateriale er anordnet i sandwich mellom første og andre elektrodelag henholdsvis omfattende første og andre parallelle, stripelignende elektroder som danner ordlinjer og bitlinjer i en matriseadresserbar minnegruppe, hvor ordlinjer og bitlinjer i gruppen er orientert hovedsakelig med rette vinkler til hverandre, hvor minnecellene er definert i volumer av minnematerialet i sandwich mellom respektive kryssende ordlinjer og bitlinjer, og hvor en rekke minnegrupper er anordnet i minst én stabel, slik at den minst ene stabel av minnegrupper realiserer minneinnretningen i en volumetrisk konfigurasjon.

I en videre forstand angår den foreliggende oppfinnelse også datalagrings- og/eller prosesseringsinnretninger basert på ferroelektriske tynnfilmer.

Generelt har innretninger for datalagring basert på ferroelektriske minnemedier vært kjent siden 1955. Som eksempel på teknikkens stand kan anføres NO patent nr. 309 500 hvor det som kjent teknikk er vist en passiv, matriseadresserbar ferroelektrisk minneinnretning på fig. 1.1 denne er et globalt minnesjikt 1 anordnet mellom første og andre elektrodelag som henholdsvis omfatter sett av parallelle, stripelignende elektroder 2;3 og med elektrodene i hvert sett orientert innbyrdes ortogonalt. En minnecelle dannes i minnemediet 1 der hvor elektrodene i det første sett, som f.eks. kan være bitlinjer i minneinnretninger, krysser elektrodene i det annet sett som kan utgjøre minneinnretningens ordlinjer. En annen utførelse av en passiv matriseadresserbar ferroelektrisk minneinnretning basert på tynnfilmer er vist på fig. 5 i denne publikasjon. Her er elektrodene i henholdsvis første og annet sett anordnet på tilsvarende måte som den i sandwichutførelsen, men slik at ordlinjene og bitlinjene er innbyrdes isolert. Det benyttes med andre ord en broløsning for elektrodekrysningene. Minnematerialet er nå ikke anbrakt i sandwich mellom elektrodelagene, men mellom og over elektrodene i hvert lag, og minnecellene dannes som før hvor elektrodene krysser hverandre, men mellom elektrodene i det første sett og elektrodene i det annet sett på siden av isolasjonsbroen, slik at adressering av minnecellen finner sted ved bruk av spredningsfeltet som fås når det has en potensialforskjell mellom to kryssende elektroder.

Fra US patent nr. 5 973 953 er det kjent en halvlederminneinnretning basert på transistorer og koblingskondensatorer og utført i vanlig integrert kretsteknikk. I vanlige halvlederminner benyttes et ledningsopplegg med datalinjeparene side om side, noe som vil legge beslag på et økende areal dersom bussbreddene øker, også fordi det må være en viss avstand mellom ledningene for å unngå krysstale og interferens. Videre er det bare mulig å anordne en kondensator mellom ledningene i et datalinjepar, slik at disse utsettes for støy. I henhold til US patent nr. 5 973 953 løses disse problemene ved at krysstale og interferens mellom tilstøtende globale inn/ut-linjer unngås ved å bruke flere ledningslag, samtidig som arealforbruket ikke øker. Det benyttes tre ledningslag sekvensielt dannet på et halvledersubstrat, et første felles komplementært datalinjepar som innbefatter en bitlinje og en invertert bitlinje i det første ledningslag og forbundet til det annet ledningslag med en viaforbindelse og et annet komplementært datalinjepar som består av bitlinje og en invertert bitlinje og med annet ledningslag forbundet til det tredje ledningslag med en viaforbindelse. Koblingskodensatorer mellom bitlinjene i de forskjellige lag benyttes til å avbøte krysstale og støy på bitlinjene i de forskjellige linjepar. Anordningen av linjene i forskjellige linjepar vekslende mellom forskjellige ledningslag og fra side til side ved tverrforbindelser i ledningslagene kan ses som en form for linjerevolvering og gjøre at integrasjonstettheten opprettholdes upåvirket av en økende bussbredde, samtidig som parasittiske koblinger og støy mellom linjene reduseres til et minimum.

Ingen kjent teknikk, heller ikke den ovennevnte, har imidlertid direkte relevans med hensyn til fletting eller folding som vist i den foreliggende oppfinnelse. Imidlertid skal det kort redegjøres for den generelle bakgrunn for å belyse teknikkens stand, sette den foreliggende oppfinnelse inn i en sammenheng og fremheve oppfinnelsens formål.

Minnebrikker har den fordel fremfor konvensjonelle magnetiske og optiske eller andre mekaniske minneinnretninger at de er i stand til å tilby meget hurtige lese- og skriveoperasjoner. Videre er de elektroniske og har forholdsvis lavt strømforbruk og kan gi høye overføringshastigheter. Ulempen er deres begrensede lagringskapasitet og en relativt høy produksjonskostnad i forhold til lagringskapasiteten. På grunn av skaleringsproblemer og begrenset areal, typisk begrenset til mindre enn 1 cm pr. brikke, er det små utsikter til at denne situasjonen skal bedre seg meget innen overskuelig fremtid.

Et elektronisk basert minnekonsept som omgår de ovennevnte begrensninger, er blitt utviklet og basert på hybride silikonpolymerbrikker. Denne løsningen innbefatter å stable tynne lag av minnefilmer av polymer på silisiumsubstrater og aksessere de passivt adresserte minnelag via substratkretsene. Problemet med denne løsningen er imidlertid at antallet minnelag i stabelen typisk er begrenset til 8-16 lag. En økning av dette antallet er teknisk mulig, men generelt ikke praktisk holdbar for de fleste applikasjoner i et massemarked. Negative faktorer i denne forbindelse innbefatter ekstrautgifter og arealkostnader for driverkretsene (spesielt dekodere og deteksjonsforsterkere), redusert utbytte på grunn av øket antall prosesseringstrinn, problemer forbundet med planariseringen når antall minnelag øker utover det angitte område, og et større antall prosesseringstrinn som øker risikoen for at de underliggende polymerlag påvirkes negativt, med redusert funksjonalitet som resultat.

Det foreligger også en ubalanse ved hybridminnekonseptet i den grad at produksjonen av silisiumdelen er kompleks og krever avansert (om enn standard) behandling i fabrikasjonen, mens byggingen av minnestabelen i seg selv er en meget enkel og billig prosedyre som potensielt kunne utføres utenfor fabrikker og med ikke-litografiske verktøy. Når imidlertid disse stablene er bygget på silisium, kombineres de ovennevnte faktorer og gjør dette mer kostbart og kapasitetsbegrensende enn ønskelig, f.eks. blir det mer kostnadseffektivt å benytte to eller flere brikker for å oppnå samme kapasitet.

I tillegg er fremgangsmåten for å avsette minnefilmer på silisium i praksis begrenset til enkel spinnbelegging. Denne avsetningsmetoden har en rekke fordeler, men kan også innføre uønskede sideeffekter, f.eks. ved å danne innvendige spenninger større enn ønskelig, problemer med å kontrollere filmens morfologi og jevnhet etc. En prosedyre for å forbedre morfologien er strekking av filmene, men den kan ikke anvendes i det hybride tilfelle; en annen er å varmebehandle filmene under høyt trykk som heller ikke er lett anvendbart, særlig når det benyttes spinnbelegging og stive substrater som f.eks. silisium.

På grunn av arealrestriksjonene ved en silisiumbasert innretning er dens eneste mulige mønstringsteknikk standard fotomikrolitografi, dvs. å oppnå høyoppløsnings linjeavstand. Dette utelukker billige ikke-litografiske mønstringsverktøy som blekkstråletrykking og mikromønstring.

Et annet problem forbundet med hybridkonseptet er pakking, spesielt lodding som krever temperaturer som er mye høyere enn smeltetemperaturene til polymerer (mer enn 60°C høyere). Polymeren blir ikke nødvendigvis ødelagt om den utsettes for høyere temperaturer enn sin smeltetemperatur, men det vil være nødvendig med en ytterligere behandling (varmebehandling) for å gi filmen dens egenskaper tilbake. Enda mer problematisk er det som skjer i grenseflaten mellom elektrode og film, idet denne lett ødelegges når polymeren går over til en flytende tilstand. Dette utgjør et vesentlig problem når det dreier seg om stabler med flere lag. Filmegenskapene blir også i høy grad påvirket av elektrodeavsetningen, f.eks. kan avsetning av toppelektroden ha negative virkninger på bunnelektrodekontaktflaten, bl.a. ved å sette i gang uønsket ionetransport, noe som kan initiere en utmattingsprosess i polymerfilmen. Morfologiske kjedefeil kan også dannes.

I lys av de ovennevnte ulemper er det en første hensikt med den foreliggende oppfinnelse å skaffe nye arkitekturer for elektroniske, tynnfilmbaserte innretninger, hvor det effektive areal som står til rådighet for datalagring og/eller prosessering kan gjøres stort ved å stable de individuelle lag i en tett, volumetrisk struktur.

Det er en annen hensikt med den foreliggende oppfinnelse å angi hvordan stabling kan oppnås på en praktisk måte og samtidig skaffe individuell adresserbarhet for steder innenfor stabelen ved hjelp av et begrenset antall elektriske forbindelser som nås fra utsiden av stabelen.

Det er en tredje hensikt med den foreliggende oppfinnelse å skaffe stabler som inneholder en mengde matriser hvor hver matrise omfatter et stort antall celler som kan forbindes individuelt via passiv matriseadressering.

Det er en fjerde hensikt med den foreliggende oppfinnelse å skaffe individuelle stabler i form av modulære enheter som er egnet for integrasjon i innretninger med spesialiserte funksjoner og/eller i lagrede enheter som adderer yteevnen til to eller flere separate, stablede enheter.

Det er en femte hensikt med den foreliggende oppfinnelse å benytte stablekonseptet i fremstillingen av datalagrings- og/eller databehandlingsinnretninger som inneholder underenheter som krever innbyrdes inkompatible prosesstrinn.

De ovennevnte hensikter så vel som ytterligere trekk og fordeler oppnås med en minneinnretning i henhold til oppfinnelsen som er kjennetegnet ved at en stabel av minnegrupper er dannet med to eller flere båndlignende strukturer som er foldet og/eller flettet i hverandre, idet hver båndlignende struktur omfatter et fleksibelt substrat av et ikke-ledende materiale, de første og andre elektrodelag henholdsvis anordnet på hver overflate av substratet, slik at elektrodelagene hver omfatter de parallelle, stripelignende elektroder anordnet langsetter den båndlignende struktur, og et lag av minnemateriale som dekker elektrodelagene og strekker seg uavbrutt mellom kantene av den båndlignende struktur, at hver minnegruppe i stabelen dannes av overlappende partier av et par av tilstøtende, båndlignende strukturer foldet og/eller flettet slik at de krysser i hovedsakelig ortogonalt forhold, og at ordlinjene og minnelaget av en minnegruppe i en stabel er rommet i den første båndlignende struktur i et par av tilstøtende strukturer av denne art og bitlinjene rommet i den annen båndlignende struktur i paret.

I henhold til oppfinnelsen kan annenhver minnegruppe i en stabel (S) være anordnet i et innbyrdes forskjøvet arrangement, og er det anordnet mer enn en stabel, kan de båndlignende strukturer være foldet og/eller flettet på en slik måte at det realiseres en parvis permutasjon av rekkefølgen av båndlignende strukturer fra stabel til stabel.

Fordelaktig er de båndlignende strukturer anordnet i to eller flere undergrupper av slike, med de båndlignende strukturer i hver gitt undergruppe anordnet parallelt til hverandre sett fra toppen av stablene, og ikke-parallelt til båndlignende strukturer i andre undergrupper. I den forbindelse kan fortrinnsvis minst én båndlignende struktur fra hver av minst to undergrupper være anordnet med de langsgående elektroder på én side og et globalt minnelag på den annen, og likeledes kan fordelaktig antallet båndlignende strukturer og undergruppene av disse velges slik at lengden av de båndlignende strukturer minimeres kompatibelt med en gitt funksjonalitet for stabelen.

Fordelaktig kan i henhold til oppfinnelsen hver av de båndlignende strukturer være forformet og fremstilt med isolerende og/eller ledende og/eller halvledende lag og strukturer i tverrsnittet og/eller på én eller begge overflater.

Fordelaktig i henhold til oppfinnelsen kan to eller flere båndlignende strukturer i stabelen ha et sett av elektroder på én eller begge sider av de båndlignende strukturer, og i den forbindelse kan hver elektrode fortrinnsvis aksesseres elektrisk ved å kobles til et kontaktfelt eller et område som inkorporerer aktive og/eller passive kretser ved eller nær begge ender av de båndlignende strukturer, idet kontaktfeltene i tur og orden forbindes elektrisk eller optisk med kretser som befinner seg utenfor de båndlignende strukturer.

Fortrinnsvis kan i henhold til oppfinnelsen stabelen innholde minst to forskjellige typer av båndlignende strukturer.

Fortrinnsvis kan minst én båndlignende struktur i stabelen ha et globalt isolerende lag på minst én av overflatene.

Fortrinnsvis kan minst en båndlignende struktur i stabelen ha en lengde som er forskjellig fra andre båndlignende strukturer i stabelen.

Oppfinnelsen skal nå forklares mer detaljert med henvisning til foretrukkede utførelser og de vedføyde tegninger, hvor

fig. la viser et tverrsnitt i lengderetningen gjennom en båndlignende struktur som benyttet i den foreliggende oppfinnelse,

fig. lb et tverrsnitt på tvers av denne,

fig. lc to båndlignende strukturer som krysser og kontakterer hverandre og danner en minnegruppe i overlappingsområdet,

fig. 2a et eksempel på en stabel av båndlignende strukturer i henhold til oppfinnelsen,

fig. 2b et eksempel på en utførelse av den foreliggende oppfinnelse med to stabler lik den ene på fig. 2a,

fig. 3a, 3b tverrsnitt av henholdsvis de første og andre stabler på fig. 2b,

fig. 4a skjematisk en båndlignende struktur med koblingsområder eller kontaktfelt på forsiden og baksiden, og

fig. 4b hvordan de båndlignende strukturer kan anordnes for å danne stablede minnegrupper i henhold til en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse.

I henhold til oppfinnelsen og som vist på fig. la og lb, er det anordnet et bånd med et bærersubstrat 3 av fleksibelt materiale (f.eks. polymer eller metall) belagt på én overflate med et tynt minnelag 1 på toppen av parallelle elektroder 2 (i lengderetningen), mens den motsatte overflate av båndet enten har en lignende struktur eller utelukkende et lag av parallelle elektroder 4a, idet hele utførelsen således utgjør en båndlignende struktur R (i det følgende betegnet bare som "bånd") og som benyttes i den foreliggende oppfinnelse.

Minnelaget 1 tilbyr muligheter for adressering, ladningslagring (bistabilitet) og/eller svitsjbarhet, noe som gjør at minnematriser kan passivt adresseres og minneceller dannes ved at minnefilmen 1 er anordnet i sandwich mellom kryssende elektroder 2a; 4a ved et passende arrangement av to eller flere bånd R som kontakter hverandre og er innbyrdes orientert med en vinkel på ca. 90°.

I henhold til en foretrukket utførelse av oppfinnelsen stables to eller flere bånd R sammen slik at det i hvert grensesnittområde dannes en minnematrise M i det tilstøtende bånd og representert av topp- og bunnelektroden 2a; 4a og minnefilmen 1 mellom disse. Dette er vist på fig. lc som viser en krysning mellom to bånd R* og Rk+i som kan utgjøre del av en større stabel. Båndet R kan ha en vilkårlig bredde og er innbyrdes orientert med 90° vinkel med hensyn til hverandre slik at den resulterende stabel har firkant- eller terningform (brikkelignende). Fig. 2a viser hvordan båndet R2 er stablet mot båndet RI, båndet R3 mot båndet R2 osv. helt opp til båndet RIO som er stablet mot båndet R9.

På fig. 2a danner de oddenummererte båndene R1,...R9 en første undermengde eller montasje Xi, de likenummererte bånd R2,...R10 en annen montasje X2 orientert perpendikulært til den første. De resulterende minnegrupper danner en stabel S.

Båndoverlappingene lamineres sammen ved en varmebehandlingsprosess, f.eks. under høyt vakuum og høyt trykk. Ved å benytte en lik struktur, dvs. minnefilm mot minnefilm, kan kompatibilitetsproblemer relatert til lamineringsprosessen bli vesentlig redusert.

I en alternativ utførelse blir båndet foldet med en rekke mønstre inkludert trekkspill-lignende, ovale, sirkulært/ringformede eller snodde som vist på fig. 2b. "Vevede" tråder kan også være mulig, hvilket igjen kan benyttes til å fremstille tekstiler og lignende. Det vil være mulig å bygge strukturer med store arealer på denne måten og således oppnå integrasjon av minnet i andre innretninger, f.eks. i hylsteret til mobiltelefoner, eller som et "toppbelegg" på krumme eller andre overflater osv.

Båndene R1....R9 anordnet i en første undermengde eller montasje Xi og båndene R2,...R10 anordnet i en annen undermengde eller montasje X2 benyttes i en minneinnretning i henhold til oppfinnelsen. Utførelsen av en slik minneinnretning som vist på fig. 2b, danner to distinkte, stablede strukturer Sl, S2 som angitt ved boksene med stiplede omriss. Hvert av båndene RI-RIO er bøyet slik at par av odde- og like-nummererte bånd blir permutert i stabelen S2 med hensyn til rekkefølgen av båndene i stabelen S1. Det impliserer f.eks. at det laveste båndet R9 i stabelen Sl bøyes oppad for å pares med båndet RIO, mens f.eks. båndet RI som pares med båndet RIO i stabelen Sl, nå bøyes nedad for å pares med båndet R2 i stabelen S2.

Hvis utførelsen vist på fig. 2b betraktes som et grunnriss av arrangementet av båndene i innretningen i henhold til oppfinnelsen, vil det av fagfolk lett forstås at kombinasjonen av forskyvninger og trinnvis stabling vil gi et vesentlig bidrag med henblikk på å minimere kapasitiv krysstale eller andre uønskede koblinger mellom de separate minnegrupper M som danner hver stabel. Ikke bare kan hver individuell minnecelle i en minnegruppe i stabelen adresseres, dvs. skrives eller leses, uten alvorlig uønskede forstyrrelser som vesentlig redusert signal/støy-forhold i f.eks. et utgangssignal, men i tillegg vil en parallell adressering til alle minneceller i en gruppe og, om ønsket, alle minnegrupper i en stabel være mulig, samtidig som eventuelle forstyrrende påvirkninger holdes på et minimum.

Arrangementet av stablene Sl, S2 i minneinnretningen i henhold til oppfinnelsen er mer fordelaktig vist i tverrsnittene på henholdsvis fig. 3a og 3b. I stabelen Sl (fig. 3a) er det første bånd R9 anordnet ortogonalt til det annet bånd R2 og andre elektroder 2a i båndet R9 kan nå betraktes som ordlinjer i en minnegruppe Ml med bitlinjene skaffet av elektrodene 4a i båndet R2 osv. Med andre ord, omfatter og dannes en minnegruppe M av et parti av henholdsvis tilstøtende par av båndene Rk, Rk+i i en stabel S. Stabelen S2 som vist på fig. 3b fremtrer likedan som stabelen Sl på fig. 3a, men med retningen av tilstøtende par av båndet R nå dreid 90° slik at den ortogonale krysning mellom påfølgende bånd i stabelen S2 beholdes. Det vil ses av fig. 2b at den første montasje Xi av oddenummererte bånd R1...R9 og den annen montasje X2 av likenummererte bånd R2...R10 hver nå kan følges av en lignende, tilstøtende montasje av bånd anordnet i sideretningen (dvs. et arrangement side om side) med tilsvarende orientering, slik at ytterligere stablede strukturer S kunne dannes i områdene hvor montasjene Xi, X2 krysser hverandre. De ytterligere montasjer av bånd kunne også anordnes i et trinnvis arrangement om så er ønsket. Videre kan det også ses av en betraktning av arrangementet på fig. 2b at trinnretningen kunne være omvendt mellom nabostabler av minnegrupper, dvs. at f.eks. kunne bånd R9 i stabel Sl fortsatt pares med båndet RIO i stabelen S2, men nå i den projiserte posisjon for båndet RI i stabelen S2, mens naturligvis båndet RI fortsatt fremdeles ville pares med båndet R2 i stabelen S2, men nå i den projiserte posisjon som vist for båndet R9 på fig. 2b osv. Implikasjonen av dette er naturligvis at lignende betraktninger kunne også benyttes på stablingen av bånd i den iikenummererte montasje X2 av båndene R2,...R10. Avstanden som er gitt ved lengden av elektrodene 2, 4 og båndene R mellom minnegrupper M i en stabel Sl og minnegruppene M i den andre stabel S2 ville da være lik.

Ved enden av båndene R kan det være anordnet forbindelses- og kontaktanordninger som vist på fig. 4a og 4b. Dette ville f.eks. tillate at elektrodene 2, 4 kunne passivt forbindes med kontaktseter på en underliggende, ikke vist silisiumbrikke, i hvilket tilfelle det er nødvendig med tilstrekkelig redundans for å ta hensyn til en viss grad av feiltilpasning. Alternativt eller i tillegg kunne det være tilrettelagt for noen kretser f.eks. dekodere/rutere basert på tynnfilmtransistorer (TFT) ved elektrodeendene, noe som vil redusere antallet kontaktpunkter for å muliggjøre en mer robust kobling. En slik økt robusthet vil ikke bare tillate et meget tettere elektrodemønster og således øket lagringstetthet, men også tillate at foldede (og pakkede) minnestabler kan forbindes med silisiumbrikker (eller kontaktseter forbundet med én eller flere silisiumbrikker av sluttbrukeren), og således muliggjøre svært billige, utbyggbare minnemoduler.

En ytterligere forbedring av dette konseptet ville være å anordne alle driverkretsene som er nødvendig for å drive minnet ved båndendene, herunder også deteksjonskretser. Dette ville gjøre den foldede minnestabel til en helt selvforsynt enhet.

Ytterligere en annen forbedring ville være å fordele de ønskede kretser jevnt over båndet, i direkte kontakt med (sidene av) hver individuell minnematrise, som rad-og søyledrivere/dekodere og bare kontaktere hver av samtlige av disse til en felles buss/trafikkoordinator på båndet eller båndene og så kommunisere med ekstern maskinvare via ledningsbundet eller trådløs kontakt.

Når silisium- eller silisium/TFT-kretser på et bærersubstrat benyttes, kan båndoverflatene være festet til silisiumdriverkretser ved å bøye en overflateende over en annen som vist på fig. 4b, før feste til kontaktseter på den underliggende, ikke viste overflate til innretningens substrat. Hvis alle driverkretsene er bygget på båndet eller båndene, er en slik bøyning ikke påkrevet.

Den resulterende minnestabel M vil på denne måte åpne for en ny tilnærming til løsning av problemene drøftet i innledningen. Hva som i utgangspunktet finner sted fra et arkitektonisk standpunkt, er at da hver minnegruppe M er bygget på et individuelt substrat, blir utfordringene for en stor del redusert til dem som er forbundet med å bygge minner med et enkelt lag. Dette vil behøve enkle modulære underenheter representert av de enkelte bånd som kan fremstilles ved hjelp av spesielt fabrikasjonsutstyr før de monteres på skalerbar måte i stabler.

Dette konseptet tillater bruken av et meget stort antall stablede minnebånd, idet den eneste begrensning er adgangen til silisiumområder i tilfellet av silisiumkretser eller hybride silisium/TFT-kretser, en begrensning som ikke foreligger i det tilfelle at alle kretser befinner seg på båndet, det vil si at det bare benyttes tynnfilmtransistorer. Dette lar seg omsette til en meget stor lagringskapasitet eller en vilkårlig stor lagringskapasitet for de utførelser som helt ut er basert på TFT.

Da de angitte løsninger omtrent svarer til prosessering av et enkeltlagsminne, forsvinner de fleste, om ikke alle kompatibilitetsproblemer i tilknytning til prosesser og temperaturer som er forbundet med flerlagsprosessering.

Ved å unngå avsetning av toppelektroder direkte på minnefilmen kan tilsvarende mulige negative effekter av slike prosedyrer også unngås. En ytterligere positiv effekt på filmmorfologien er muligheten av å benytte strekking av filmer før varmebehandling og således sikre en mer velordnet krystallinsk struktur. Alternative avsetningsmetoder til spinnbelegging, så som dypbelegging, utstryking, meniskbelegging osv., kan også ha en positiv påvirkning på filmmorfologien.

Fordi det til rådighetstående areal er stort, kan det implementeres en mer fleksibel mønstringsprosess, noe som tillater prosessering med ikke-litografiske verktøy og i sann løpende bane. Dette vil igjen bidra til å senke produksjonskostnadene vesentlig.

De store trekkstørrelser som kan benyttes, vil også forbedre signal/støyforholdene med hensyn til cellesignaler, ganske enkelt fordi cellestørrelsen er så mye større. Dette vil tillate større variasjon i filmtykkelser etc. og således redusere potensielle problemer forbundet med prosessering av minnestrukturer på fleksible substrater.

Høytemperaturpakking vil lettes i tilfelle hvor innretningene er bygget på silisiumbrikker, da silisiumdelen kan prosesseres og loddes før polymeren festes.

Claims (12)

1. Ferroelektrisk eller elektret volumetrisk minneinnretning, hvor et ferroelektrisk eller elektret minnemateriale (1) er anordnet i sandwich mellom første og andre elektrodelag (2; 4) henholdsvis omfattende første og andre parallelle, stripelignende elektroder som danner ordlinjer (2a) og bitlinjer (4a) i en matriseadresserbar minnegruppe (M), hvor ordlinjer (2a) og bitlinjer (4a) i gruppen (M) er orientert hovedsakelig med rette vinkler til hverandre, hvor minnecellene er definert i volumer av minnematerialet (1) i sandwich mellom respektive kryssende ordlinjer (2a) og bitlinjer (4a), og hvor en rekke minnegrupper (M) er anordnet i minst én stabel (S) slik at den minst ene stabel av minnegrupper realiserer minneinnretningen i en volumetrisk konfigurasjon, karakterisert ved at en stabel (S) av minnegrupper (M) er dannet med to eller flere båndlignende strukturer (R) som er foldet og/eller flettet i hverandre, idet hver båndlignende struktur (R) omfatter et fleksibelt substrat (3) av et ikke-ledende materiale, de første og andre elektrodelag (2; 4) anordnet henholdsvis på hver overflate av substratet, slik at elektrodelagene (2, 4) hver omfatter de parallelle, stripelignende elektroder (2a, 4a) anordnet langsetter den båndlignende struktur (R), og et lag av minnemateriale (1) som dekker elektrodelagene og strekker seg uavbrutt mellom kantene av den båndlignende struktur, at hver minnegruppe (M) i stabelen (S) dannes av overlappende partier av et par av tilstøtende, båndlignende strukturer (R) foldet og/eller flettet slik at de krysser i hovedsakelig ortogonalt forhold, og at ordlinjene (2a) og minnelaget (1) av en minnegruppe (M) i en stabel (S) er rommet i den første båndlignende struktur (R) i et par av tilstøtende strukturer av denne art, og bitlinjene (4a) rommet i den annen båndlignende struktur (R) i paret.

2. Ferroelektrisk eller elektret volumetrisk minneinnretning i henhold til krav 1, karakterisert ved at annenhver minnegruppe (M) i en stabel (S) er anordnet i et innbyrdes forskjøvet arrangement.

3. Ferroelektrisk eller elektret minneinnretning i henhold til krav 1, hvor det er anordnet mer enn én stabel (S), karakterisert ved at de båndlignende strukturer (R) er foldet og/eller flettet på en slik måte at det realiseres en parvis permutasjon av rekkefølgen av båndlignende strukturer fra stabel til stabel.

4. Ferroelektrisk eller elektret minneinnretning i henhold til krav 1, karakterisert ved at de båndlignende strukturer (R) er anordnet i to eller flere undergrupper (X) av slike, med de båndlignende strukturer (R) i hver gitt undergruppe anordnet parallelt til hverandre sett fra toppen av stablene, og ikke-parallelt til båndlignende strukturer (R) i andre undergrupper.

5. Ferroelektrisk eller elektret volumetrisk minneinnretning i henhold til krav 4, karakterisert ved at minst én båndlignende struktur fra hver av minst to undergrupper (X) er anordnet med de langsgående elektroder (2a, 4a) på én side og et globalt minnelag (1) på den annen.

6. Ferroelektrisk eller elektret minneinnretning i henhold til krav 4, karakterisert ved at antallet båndlignende strukturer (R) og undergruppene (X) av disse velges slik at lengden av de båndlignende strukturer (R) minimeres kompatibelt med en gitt funksjonalitet for stabelen (S).

7. Ferroelektrisk eller elektret volumetrisk minneinnretning i henhold til krav 1, karakterisert ved at hver av de båndlignende strukturer (R) er forformet og fremstilt med isolerende og/eller ledende og/eller halvledende lag og strukturer i tverrsnittet og/eller på én eller begge overflater.

8. Ferroelektrisk eller elektret volumetrisk minneinnretning i henhold til krav 1, karakterisert ved at to eller flere båndlignende strukturer (R) i stabelen (S) har et sett av elektroder (2a, 4a) på én eller begge sider av de båndlignende strukturer, idet elektrodene (2a, 4a) strekker seg langsetter de båndlignende strukturer.

9. Ferroelektrisk eller elektret volumetrisk minneinnretning i henhold til krav 8, karakterisert ved at hver elektrode (2a, 4a) aksesseres elektrisk ved å kobles til et kontaktfelt eller et område som inkorporerer aktive og/eller passive kretser ved eller nær begge ender av de båndlignende strukturer (R), idet kontaktfeltene i tur og orden forbindes elektrisk eller optisk med kretser som befinner seg utenfor de båndlignende strukturer (R).

10. Ferroelektrisk eller elektret volumetrisk minneinnretning i henhold til krav 1, karakterisert ved at stabelen (S) inneholder minst to forskjellige typer av båndlignende strukturer (R).

11. Ferroelektrisk eller elektret volumetrisk minneinnretning i henhold til krav 1, karakterisert ved at minst én båndlignende struktur (R) i stabelen (S) har et globalt isolerende lag på minst én av overflatene.

12. Ferroelektrisk eller elektret volumetrisk minneinnretning i henhold til krav 1, karakterisert ved at minst én båndlignende struktur (R) i stabelen (S) har en lengde som er forskjellig fra andre båndlignende strukturer (R) i stabelen (S).