一种基于3D MOS器件的三态内容可寻址存储器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于3D MOS器件的三态内容可寻址存储器，该3D MOS器件由依次接触的金属层、记忆层、整流层和半导体层构成，各层沿不同方向搭建，形成一个三维立体结构；该三态内容可寻址存储器由若干存储单元呈阵列排列构成，同一行的所有存储单元连接同一匹配线，同一列的所有存储单元连接同一对互补的信号搜索线。通过对不同时钟周期内所有信号搜索线和匹配线上电压大小进行设定，可以改变一行或一列3D MOS器件的开关状态，完成数据写入。本发明专利技术采用非易失性存储器技术，具有能耗低和体积小等优点；本发明专利技术存储器单元结构简单，可以有效降低电路和版图设计成本，简化制备工艺；与传统CMOS工艺兼容，对于存储技术和存储器的发展有重要的意义。

A three state content addressable memory based on 3D MOS devices

【技术实现步骤摘要】
一种基于3DMOS器件的三态内容可寻址存储器
本专利技术属于半导体与集成电路领域，具体涉及一种基于兼具忆阻和整流特性的3DMOS器件的高密度、低功耗三态内容可寻址存储器。
技术介绍
三态内容可寻址存储器(TernaryContentAddressableMemory，TCAM)是从内容可寻址存储器(ContentAddressableMemory，CAM)的基础上发展而来的。内容可寻址存储器是一种高速硬件搜索引擎，最大的特点是可以把储存的内容作为关键字进行搜索操作，具体来说，是输入希望查找的数据，搜索之后返回该数据被储存的地址，以及一个匹配信号来显示是否查找成功。一般的内容可寻址存储器中每个bit位的状态只有两个，“0”或“1”，而三态内容可寻址存储器中每个bit位有三种状态，除了“0”和“1”，还有一种“don’tcare”状态，所以称为“三态”。正是三态内容可寻址存储器的第三种状态使其既能进行精确匹配查找，又能进行模糊匹配查找，而内容可寻址存储器没有第三种状态，所以只能进行精确匹配查找。在路由器的核心节点处，路由表是最重要的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种兼具忆阻和整流特性的3D MOS器件，其特征在于：/n所述3D MOS器件由依次接触的金属层、记忆层、整流层和半导体层构成；/n所述3D MOS器件的各层沿不同方向搭建，形成一个三维立体结构；/n所述记忆层与整流层由MOS结构中的氧化物层实现；/n所述记忆层的记忆功能由氧化铪实现，所述整流层的整流功能由氧化锗和氧化铝配合实现；/n所述半导体层的材料为锗。/n

【技术特征摘要】
1.一种兼具忆阻和整流特性的3DMOS器件，其特征在于：
所述3DMOS器件由依次接触的金属层、记忆层、整流层和半导体层构成；
所述3DMOS器件的各层沿不同方向搭建，形成一个三维立体结构；
所述记忆层与整流层由MOS结构中的氧化物层实现；
所述记忆层的记忆功能由氧化铪实现，所述整流层的整流功能由氧化锗和氧化铝配合实现；
所述半导体层的材料为锗。


2.根据权利要求1所述的3DMOS器件，其特征在于，该器件以空间圆柱体的形式搭建；各同心圆环由外到内依次为金属层、记忆层、整流层和半导体层。


3.根据权利要求1所述的3DMOS器件，其特征在于，由多个该器件构成的3D结构以不同方向的层堆叠方式搭建而成；多个器件的半导体层相互平行，建立在氧化物衬底上；氧化物层和金属层垂直于氧化物衬底，从侧面包裹堆叠起来的半导体层；所有的器件共用同一氧化物层和金属层。


4.根据权利要求1所述的3DMOS器件，其特征在于，在器件金属层和半导体层之间施加相应电压，从而实现器件在关态与开态之间的转化；
处于关态的器件，在金属层施加负向电压后电阻突然减小，这个过程称为SET，器件由关态转为开态，具有由金属层到半导体层方向导通、反向截止的二极管的特性，可视作常规二极管器件；
处于开态的器件，在金属层施加正向电压后电阻突然增大，这个过程称为RESET，器件由开态转为关态，双向截止，可视作具有高阻值的电阻。


5.一种基于兼具忆阻和整流特性的3DMOS器件的三态内容可寻址存储器，其特征在于，该存储器由若干具有存储、读写和比较功能的存储单元呈阵列排列构成；同一行的所有所述存储单元连接同一匹配线，同一列的所有所述存储单元连接同一对互补的信号搜索线；每个存储单元包括两个3DMOS器件；两个MOS器件的金属层直接相连，连接同一匹配线；两个MOS器件的半导体层分别连接一对互补的信号搜索线。


6.根据权利要求5所述的三态内容可寻址存储器，其特征在于，所述存储单元中的第一器件和第二器件相互配合以存储[0]、[1]及[不理会(don’tcare)]三种逻辑状态：
当第一器件处于关态，第二器件处于开态时，该存储单元存储数据位[0]；
当第一器件处于开态，第二器件处于关态时，该存储单元存储数据位[1]；
当...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵毅，杨帆，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33