RU2000106441A

RU2000106441A - Сегнетоэлектрическое устройство обработки данных

Info

Publication number: RU2000106441A
Application number: RU2000106441/09A
Authority: RU
Inventors: Ханс Гуде Гудесен; Пер-Эрик Нордаль; Гейрр И. Лейстад
Original assignee: Тин Филм Электроникс Аса
Priority date: 1997-08-15
Filing date: 1998-08-13
Publication date: 2002-01-10

Claims

1. Сегнетоэлектрическое устройство обработки данных, в частности, для обработки и/или хранения данных с активной или пассивной электрической адресацией, содержащее носитель данных в виде тонкой пленки (1) сегнетоэлектрического материала, в котором сегнетоэлектрический материал посредством приложенного электрического поля может достигать первого или второго состояния поляризации при переключении из разупорядоченного состояния в одно из состояний поляризации, или из первого во второе состояние поляризации или наоборот, при этом сегнетоэлектрический материал содержит логические элементы (4), причем состояние поляризации, присвоенное логическому элементу (4), представляет логическое значение логического элемента, в котором сегнетоэлектрическая тонкая пленка (1) выполнена в виде непрерывного или структурированного слоя, каждая из первой и второй электродных структур содержит по существу взаимно параллельные лентоподобные электроды (2, 3), так, что электродные структуры взаимно образуют по существу ортогональную х-, у-матрицу, при этом электроды (2) первой электродной структуры образуют столбцы электродной матрицы или х-электроды, а электроды (3) второй электродной структуры образуют строки электродной матрицы или у-электроды, часть сегнетоэлектрической тонкой пленки (1) в месте наложения между х-электродом (2) и у-электродом (3) электродной матрицы образует логический элемент (4) такой, что логические элементы (4) совместно образуют электрически связанную пассивную матрицу в устройстве обработки данных (2), при этом устройство обработки данных отличается тем, что слой электрического изолирующего материала выполнен между электродами (2, 3) первой и второй электродных структур, и смежно с ними, сегнетоэлектрическая тонкая пленка (1) выполнена в виде непрерывного или структурированного слоя поверх электродных структур на одной их стороне, логические элементы (4) сформированы соответственно в части сегнетоэлектрической тонкой пленки (1) вдоль боковых кромок у-электрода (3) вниз к х-электроду (2) в месте перекрытия между х-электродом (2) и у-электродом (3).

2. Устройство обработки данных по п. 1, отличающееся тем, что логический элемент (4) образует бистабильный переключатель в средстве процессора данных.

3. Устройство обработки данных по п. 1, отличающееся тем, что логический элемент (4) образует ячейку памяти в средстве хранения данных.

4. Устройство обработки данных по п. 1, отличающееся тем, что электродные структуры и сегнетоэлектрическая тонкая пленка (1) выполнены на подложке.

5. Устройство обработки данных по п. 1, отличающееся тем, что сегнетоэлектрическая тонкая пленка (1) выполнена из керамического материала.

6. Устройство обработки данных по п. 1, отличающееся тем, что сегнетоэлектрическая тонкая пленка выполнена из сегнетоэлектрического жидкокристаллического материала.

7. Устройство обработки данных по п. 1, отличающееся тем, что сегнетоэлектрическая тонкая пленка (1) выполнена из полимера или сополимера.

8. Устройство обработки данных по п. 7, отличающееся тем, что в качестве полимера использован поливинилиденфторидом.

9. Устройство обработки данных по п. 1, отличающееся тем, что в качестве сополимера использован сополимер винилиденфторида/трифторэтилена.

10. Способ изготовления сегнетоэлектрического устройства обработки данных по пп. 1-9, отличающийся последовательными этапами нанесения первой электродной структуры на подложку, нанесения слоя (6) электрического изолирующего материала поверх первой электродной структуры, нанесения второй электродной структуры поверх изолирующего слоя (6), удаления изолирующего слоя (6) в тех местах, которые не покрыты второй электродной структурой, таким образом, что электроды первой электродной структуры оказываются открытыми за исключением участков в перекрывающихся пересечениях между электродами (2, 3) соответственно первой и второй электродной структуры, и нанесения сегнетоэлектрической тонкой пленки (1) в виде непрерывного или структурированного слоя поверх электродных структур.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что подложку формируют из кристаллического, поликристаллического или аморфного полупроводникового материала, например, кремния.

12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что непрерывный слой электрически изолирующего материала наносят между подложкой и первой электродной структурой перед нанесением первой электродной структуры на подложку.

13. Способ считывания при адресации логических элементов в сегнетоэлектрическом устройстве обработки данных, в частности, в сегнетоэлектрическом устройстве обработки данных по пп. 1-9, в котором способ поддерживает протокол считывания и включает этапы считывания, проверки и переустановки, отличающийся тем, что включает приложение к логическому элементу на этапе считывания напряжения с определенной полярностью, и детектирование переноса зарядов между его электродами в виде либо высокого, либо низкого первого значения тока, указывающего на логическое значение, хранимое в логическом элементе, приложение на этапе проверки напряжения противоположной полярности по отношению к напряжению, приложенному на этапе считывания, и детектирование переноса зарядов между электродами логического элемента в виде второго значения тока и, в случае, если логическое значение, хранимое в логическом элементе, было разрушено на этапе считывания или проверки, приложение к логическому элементу, на этапе переустановки, напряжения, восстанавливающего его исходное состояние поляризации.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что переустановку выполняют после считывания без проверки, посредством приложения напряжения противоположной полярности по отношению к напряжению считывания, только в случае обнаружения на этапе считывания высокого уровня сигнала тока.

15. Способ по п. 13, отличающийся тем, что переустановку выполняют после считывания в сочетании с проверкой, посредством приложения напряжения такой же полярности по отношению к напряжению считывания, только в случае обнаружения на этапе считывания низкого уровня сигнала тока.

16. Способ по п. 13, отличающийся тем, что включает приложение напряжения, которое между электродами (2, 3) логического элемента формирует напряженность поля, более чем вдвое превышающую коэрцитивную напряженность поля сегнетоэлектрического материала.

17. Способ по п. 13, отличающийся тем, что, приложенное напряжение формируют на этапах считывания и/или проверки в виде нарастающего напряжения.

18. Способ по п. 13, отличающийся тем, что, приложенное напряжение формируют на этапах считывания и/или проверки в виде порогового напряжения.

19. Способ по п. 13, отличающийся тем, что детектирование тока определяют посредством дискретизации во времени.

20. Способ по п. 13, отличающийся тем, что детектирование тока на этапе считывания осуществляют во временном окне в зависимости от постоянного времени насыщения поляризации.

21. Способ по п. 19 или 20, отличающийся тем, что детектирование тока осуществляют посредством сравнения уровней.

22. Устройство обработки данных по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что оно предназначено для использования в объемном устройстве обработки данных или хранения.