数据记录系统和使用数据记录系统的方法技术方案

本发明专利技术涉及数据记录系统，其中，存储层（２）面对微尖阵列（５）设置。存储层（２）包括适合于存储电荷的多个绝缘的传导点（３）。每个微尖（５）包括连接源（８）和漏（９）集成到晶体管沟道（７）上的高电容率元件（６）。沟道（７）具有能通过面对高电容率元件（６）设置的点（３）的电荷所产生的电场进行改变的电导系数。该系统包括致动器，使存储层（２）相对于微尖（５）产生相对位移。该系统可以包括电极矩阵，能导致电荷从一个点（３）到另一个的位移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括记录介质和数据读和/或写装置的数据记录系统，该记录介质包括可以存储数据的存储层，该数据包括面对存储层设置的微尖阵列(an array micro-tips)的读和/或写装置。
技术介绍
在微尖情况下的数据记录可以采用许多方法，例如通过磁、光、电或热效应。一般而言，微尖阵列与数据存储介质取得接触或取得准接触，以局部地改变其中的特性以便对数据编码。这些技术基于数据编码，该数据编码采取如塑料材料层上的孔或相变材料的不同结晶状态下的各种形式。然后借助微尖读取，即探测数据。IBM公司的Millipede技术，例如，利用微尖阵列以在由通过热机方法(thermo-mechanical method)由聚合体制成的支持介质上读和写数据(“Millipede-More than one thousand tips for future AFM data storage”作者P.Vettiger et al.于IBM J.Res.Develop.，卷44，第3号，2000年5月)。然而，此技术需要大量的热能以加热该微尖到大约400℃的温度。另一技术通过电写入来利用相变材料的传导变化。然而，读取如此存储点需要复杂的耗能电子装置。E.A.Boer et al发表的文章“采用原子力显微镜法的单晶硅Si微晶体的充电(Charging of single Si nanocrystals by atomic force microscopy)”(AppliedPhysics Letters，Vol.78，NO.20，2001年5月14日)描述了设置在绝缘表面上的微晶体中的电荷注入和通过原子力显微镜(AFM)方法的电荷探测。D.M..Schaadt et al发表的文章“采用扫描力显微镜方法埋入在SiO2中的钴Co纳米串中的电荷存储(Charge storage in Co nanoclusters embedded inSiO2 by scanning force microscopy)”(Applied Physics Letters，Vol.78，NO.3，1999年1月18日)描述了嵌入在硅石中的纳米串中的电荷存储和通过微尖方法的电荷探测。通过在微尖和串之间施加电压脉冲给串充电。M.J.Yoo et al.发表的文章“扫描单电子晶体管显微镜方法成像单体电荷(Scanning Single-Electron Transistor MicroscopyImaging IndividualCharges)”，(Science，Vol.276，1997年4月25日)描述了在顶点上包括单电子晶体管(SET)的突出，其中能分配在标本表面上探测到的电荷。
技术实现思路
本专利技术的一个目标是补救这些缺点，特别是，实现使记录系统具有高存储密度。根据本专利技术，该目标通过所附权利要求来实现，特别是，通过这样的事实来实现，即存储层包括被设计来根据要存储的数据存储电荷并建立相应的电场的多个被电绝缘的传导点，每个微尖包括集成到连接源和漏的晶体管沟道上的高电容率元件，该沟道具有可由面对高电容率元件设置的该点的电荷建立的电场改变的电导系数，该系统包括相对于微尖的电荷相对位移的方法。本专利技术的另一目标是提供利用根据本专利技术的数据记录系统的方法，包括写步骤，其包括通过在控制电极和源之间施加电势差注入电荷到存储层中。附图说明结合附图，通过下面对本专利技术的特定实施例而非限制性例子的描述，本专利技术的其它优点和特征将变得更加明了，其中图1图解了根据本专利技术的数据记录系统的特定实施例。图2至4描绘了根据本专利技术的数据记录系统的微尖的三个特定实施例。图5图解了根据本专利技术的数据记录系统的特定实施例，包括电极矩阵。图6图解了图5所示电极矩阵建立的电势的变化。具体实施例方式图1所示的数据记录系统包括记录介质1，该记录介质1包括设计成可以存储数据的存储层2。存储层2包括多个被电绝缘的传导点3，使产生相应电场的正或负电荷能存储在点3上。电荷依赖于待存储的数据，例如荷负电点3相应于二进制数位“1”，而电中性点3相应于二进制数位“0”。表述“传导点(conductive dot)”还意味着半传导点(semi-conductive dots)，例如由硅制造，以及具有低传导性的点，例如由碳制造。数据读和/或写装置4包括面对存储层2设置的微尖阵列5。每个微尖5包括集成到连接源8和漏9的晶体管沟道7上的高电容率元件6。高电容率元件6优选具有截顶的棱锥或圆锥的形状，其底部集成到晶体管7上。每个沟道7的电导系数，能通过面对高电容率元件6设置的点3的电荷产生的电场来改变。因此，所述点3的电荷状态通过测量从源8流到漏9的电流来测得。点3具有比晶体管沟道7直径还小的相当小的直径，并且几个点3可以与每个微尖5联合且因此与每个沟道7关联。在图1所示的实施例中，如箭头10所示，借助于致动器11，存储层2可以相对于微尖5横向移位。从而，设置在点3上的电荷随同点3一起相对于微尖5移位。借助致动器也可以移动该排微尖5，以相对于微尖5获得该点和电荷的相对移位。从而，不同点3上的电荷可以通过与该点3联合的单微尖5探测，即使两个相邻点之间的距离小于5纳米，且因此远小于沟道7的宽度，利用最先进技术沟道7的宽度可以大约为20纳米。存储层2可以例如通过铝制成的传导粒子形成，该粒子形成点3并插入到绝缘材料中，例如氧化物，例如氧化铝。作为选择，存储层2可以由硅石形成，该硅石例如呈富硅氧化物(SRO)的形式，并且传导粒子可以主要包括硅。依赖于存储层的特定制作条件，传导粒子的分布可以是随机的。此外，几个传导粒子可以形成点3，和/或几个点3可以形成公用存储区，用于存储例如表示二进制数位的电荷。在图1所示的特定实施例中，晶体管沟道7由第一类型掺杂所掺杂的材料形成，例如N型(相对于P型)，而源8和漏9由第二类型掺杂所掺杂的材料形成，例如P型(相对于N型)。这样，沟道7、源8和漏9同MOSFET晶体管的沟道、源和漏呈现相同的结构，点3履行晶体管栅极功能，并且高电容元件6担任晶体管栅绝缘体的角色，特别地，一方面用于点3和沟道7之间的电绝缘，而另一方面保证点3和沟道7之间电场线的高效传输。因此，由沟道7、源8、漏9、点3和元件6形成的组件如MOSFET晶体管样工作。当执行读时，点3和沟道7之间的有效距离，一定不能超过由等价于大约1纳米硅石所决定的一定的界限，其相应于20纳米的高电容率材料，如HfO2、GdO2或Y3O3。点3优选位于非常接近存储层2的表面。高电容率元件6的高度因而可以为约20纳米，其约与沟道7的宽度相同。点3也可以埋入存储层2中，在可由高电容率材料制成的绝缘层之下使点3得以保护，特别是在存储层2相对于微尖5的相对位移为预定的情况下。在图2中，微尖5包括设置在微尖5侧面上的高电容率层12，通过低电容率层13与高电容率元件6分隔。面对微尖5设置的预定点3a的电荷产生的电场从而传输到沟道7，而由相邻点3b产生的电场15被移位。高电容率层12事实上截取电场线，而且其从低电容率层13移位。低电容率层13和高电容率层12因而可以具有约1nm到5nm的厚度。这于是可以使场线被引导，并且仅预定点3a的电荷可探测到，特别是在两个相邻点之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据记录系统，包括：记录介质（１），包括可以存储数据的存储层（２）和包括面对该存储层（２）设置的微尖阵列（５）的数据读和／或写装置（４），该系统的特征在于，该存储层（２）包括多个被电绝缘的传导点（３），设计成根据要存储的 数据存储电荷并建立相应的电场，每个微尖（５）包括集成到连接源（８）和漏（９）的晶体管沟道（７）上的高电容率元件（６），该沟道（７）具有能通过面对该高电容率元件（６）设置的该点（３）的电荷产生的电场改变的电导系数，该系统包括相对于该微尖（５）电荷相对位移的装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2004-5-4 04047701.一种数据记录系统，包括记录介质(1)，包括可以存储数据的存储层(2)和包括面对该存储层(2)设置的微尖阵列(5)的数据读和/或写装置(4)，该系统的特征在于，该存储层(2)包括多个被电绝缘的传导点(3)，设计成根据要存储的数据存储电荷并建立相应的电场，每个微尖(5)包括集成到连接源(8)和漏(9)的晶体管沟道(7)上的高电容率元件(6)，该沟道(7)具有能通过面对该高电容率元件(6)设置的该点(3)的电荷产生的电场改变的电导系数，该系统包括相对于该微尖(5)电荷相对位移的装置。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其包括用于该存储层(2)相对于该微尖(5)的相对位移的装置(11)。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该记录介质(1)与该数据读和/或写装置(4)彼此集成，该系统包括电极矩阵(20)，设置在存储层(2)的后面上，即面对该微尖(5)的面的背面，并且能够引起该电荷从一点(3)到另一个点的位移。4.根据权利要求1至3所述的系统，其特征在于，该存储层(2)包括嵌入在绝缘材料中的传导粒子。5.根据权利要求4所述的系统，特征在于，该绝缘材料包括硅石，并且该传导粒子包括硅。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：瑟奇吉唐，吉勒斯勒卡瓦尔，让弗雷德里克克勒克，
申请(专利权)人：原子能委员会，
类型：发明
国别省市：FR[法国]