本发明专利技术的多种实施例包括用于确定纳米线寻址方案的方法，以及包括集成用于可靠地寻址纳米线交叉杆（１７００）内的纳米线结点的纳米线寻址方案的微米级／纳米级电子装置。这些寻址方案能够实现被选纳米线交叉杆结点的电阻状态或其他物理或电子状态的改变，而不改变其余纳米线交叉杆结点的电阻状态或其他物理或电子状态，并且不击穿被选纳米线交叉杆结点或其余未选纳米线交叉杆结点。本发明专利技术的附加实施例包括结合本发明专利技术的纳米线寻址方案实施例的纳米级存储器阵列（１７００）和其他纳米级电子装置。本发明专利技术的某些实施例采用等重码（１３０８），公知类码或差错控制编码码，作为施加到选择性地与一组纳米线（１３１０－１３１５）互连的微米级／纳米级编码器－解复用器的微米级输出信号线（１３１６－１３１９）的被寻址纳米线选择电压。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及纳米级和混合微米级/纳米级电子器件，具体来说涉及 用于寻址纳米级存储器阵列的编码器-解复用器的有效率地寻址方案 和集成该有效率的寻址方案的混合微米级/纳米级电子装置。
技术介绍
目前正在对设计和制造纳米级电子装置(包括纳米级存储器)进 行大量研究和开发工作。纳米级电子器件展现优于微米级基于光刻的 电子器件的许多优点，包括大大缩减的特征尺寸和实现自组装 (self-assembly )以及其他相对成本低廉的基于非光刻的制作方法的 可能性。但是，纳米级电子装置的设计和制造存在大规模商业生产纳 米级电子装置并将纳米级电子装置结合到微米级和更大规模系统、装 置和产品中之前有待解决的许多新问题。纳米级存储器阵列是相对较短期商业化的可能候选。纳米级存储 器可以作为具有滞后电阻器纳米线交叉杆结点的纳米线交叉杆来制 作。可以对给定纳米线交叉杆结点施加相对较大电压，以可逆方式将 该给定纳米线交叉杆结点配置在高电阻状态或低电阻状态，具体的电 阻状态根据所施加电压的极性来获得。可以对给定纳米线交叉杆结点 施加相对4^氐电压，以在不更改电阻状态的情况下读取给定纳米线交叉杆结点的电阻状态。但是，施加量值上更大于以可逆方式配置纳米 线交叉杆结点所用的电压的电压，则可能不可逆地击穿施加更大电压 的纳米线交叉杆结点。每个纳米线交叉杆结点用作单个位存储器单 元，分别以高电阻状态或低电阻状态的形式存储二进制值0或1。 但是，使用常规微电子信号线路和逻辑直接访问构造纳米级阵列存储 器的纳米线是困难的。相反，通过与混合微米级/纳米级编码器-解复 用器的微米级输出信号线路的选择性互连来寻址纳米线。将经由微米 级地址线输入到编码器-解复用器的纳米线地址变换成编码器输出到 编码器-解复用器的微米级输出信号线的被寻址纳米线选择电压的模 式。由两个编码器-解复用器选择特定纳米线交叉杆结点两端的两个纳 米线，促使对通过将两个纳米线地址输入到两个编码器-解复用器而选 择的纳米线交叉杆结点施加定义的电压。因为需要将电压量值范围在 最小电阻状态变更阈值电压与结点击穿阈值电压之间的量值的写访 问电压施加到所选的纳米线交叉杆结点，所以当对所有其他未选的纳 米线交叉杆结点施加小于最小电阻状态变更阈值电压以更改所选纳 米线结点的信息内容时，编码器-解复用器输出的被寻址纳米线选择电 压需要在施加到所选纳米线交叉杆结点的电压与施加到所有其他未 选的纳米线交叉杆结点的电压之间产生大的分离，或者换言之，为写 访问操作产生合理大的电压裕量。为此原因，纳米线存储器阵列的设 计者和制造者认识到需要找到有效的纳米线寻址方案，以及需要基于 这些寻址方案来构建编码器-解复用器，以^^为可靠地访问纳米线交叉 杆内的个别结点提供足够的电压裕量。
技术实现思路
本专利技术的多种实施例包括用于确定纳米线寻址方案的方法，以及 包括结合用于可靠地寻址纳米线交叉杆内的纳米线结点的纳米线寻 址方案的微米^/纳米级电子装置。这些寻址方案需要对所选的纳米线 交叉杆结点施加大于写阈值电压，而不对任何未选的纳米线交叉杆结点施加写阈值电压，并且不对纳米线交叉杆内的任何纳米线交叉杆结 点施加大于击穿阈值的电压。这样能够实现所选纳米线交叉杆结点的 电阻状态或其他物理或电子状态中的变更，而不会更改其余纳米线交 叉杆结点的电阻状态或其他物理或电子状态，并且不会击穿所选纳米 线交叉杆结点或余下未选的纳米线交叉杆结点。本专利技术的附加实施例 包括结合本专利技术的纳米线寻址方案实施例的纳米级存储器阵列和其他纳米级电子装置。本专利技术的某些实施例采用等重码(constant-weight code),差错控制编码的公知类码，作为施加到选择性地与一组纳米线 互连的微米级/纳米级编码器-解复用器的微米级输出信号线的被寻址 纳米线选择电压。等重码为给定数量的编码器-解复用器输出信号线提 供最佳电压裕量。附图说明图1示出组合的纳米级/微米级电子存储器装置的示意图。 图2示出组合的纳米级/微米级电子存储器装置内的纳米线交叉 杆存储器单元子阵列的抽象表示。图3图示具有滞后电阻器结点特征的栅格状纳米线交叉杆的一部分。图4图示微米^/纳米级交叉杆以及与另一个微米级/纳米级编码 器-解复用器组合使用以寻址纳米线交叉杆的个别纳米线交叉杆结点 的微米级/纳米级编码器-解复用器的编码器。图5A-C提供电阻器状纳米线交叉杆结点的不同图示。图6示出滞后电阻器纳米线交叉杆结点的双稳态电阻状态和工作 控制电压下电阻状态的转变。图7示出表示等重差错控制编码码的表。图8图示计算二进制码(例如等重码)的两个码字&和Ub之间 的距离。图9图示一组8个3位矢量的距离的扭X念。图IO示出参考图9讨论的一组3位矢量的距离分布。 图11图示确定码字的权重。 图12图示等重码。图13图示本专利技术多种实施例中采用的微米级/纳米级编码器-解 复用器。图14A-B图示基于分压器确定从微米级/纳米级编码器-解复用器 输出到纳米线的电压。图15图示基于分压器一般性分析从微米级/纳米级编码器-解复 用器输出到纳米线的电压。图16A-D使用与图13所用的相同图示约定，图示当将不同地址 输入到微米级/纳米级编码器-解复用器的编码器时，微米级/纳米级解 复用器交叉杆的纳米线上的电压输出的模式。图17示出微米级/纳米级编码器-解复用器寻址的16单元纳米级 存储器阵列。图18图示通过将两个地址输入到两个微米级/纳米级编码器-解 复用器，选择纳米级存储器阵列内的特定纳米线交叉杆结点。图19图示将码字u与内部纳米线地址h的成对的位排序成多组 w00、 w01、 wlO和wll。图20以图形方式图示用于确定可能输出电压矢量v的矢量方程。图21图示从图13和16A-D的示范编码器-解复用器中采用的等 重码推导可能输出电压矢量v。图22示出(11，66,4,5)等重码的距离分布。图23示出(11,66,4,5)等重码的归一化可能输出电压矢量，以及相 关的再次归一化输出电压矢量。图24图示两个基于等重码的编码器-解复用器寻址的纳米级存储 器阵列的结点两端产生的可能电压降的简单图形表示。图25A-D图示确定成对的基于等重码的编码器-解复用器的最优 电压偏移量t。图26绘制图25A-D的示例的电压裕量曲线和电压分离曲线。 图27示出用于确定图24和25A-D的两个基于等重码的编码器-解复用器的最优电压偏移量t的简单几何构造。具体实施例方式本专利技术关注的是纳米线寻址方案的设计、基于纳米线交叉杆的纳 米级电子装置(包括纳米级存储器阵列)的设计，以及用于寻址纳米 线交叉杆的微米级/纳米级编码器-解复用器。因此，本专利技术本质上是 跨学科的，基本地理解了差错控制编码、纳米线交叉杆以及纳米级滞 后电阻器的特性和特征，会大大地有助于理解本专利技术多种实施例的描 述。下面在第一小节中，概述差错控制编码。在第二小节中，概述用 于寻址纳米级存储器阵列的纳米级存储器阵列和方法。在第三小节 中，描述滞后电阻器的特征和特性。在第四小节中，描述本专利技术的多 种实施例中采用的等重码。最终，在最后一个小节中，讨论本专利技术的 方法和装置实施例。选择的差错控制编码技术的数学描述本专利技术的实施例采用从差错控制编码中的公知技术得到的概念。 本小节提供有关本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种编码器－解复用器，包括： ｋ个输入信号线（１３０６）； 编码器（１３０４），所述编码器（１３０４）为所述ｋ个输入信号线上接收的每个不同外部地址生成ｎ位等重码码字（１３０８）内部地址； ｎ个输出信号线（１３１０－１３１５），由所述编码器在所述ｎ个输出信号线（１３１０－１３１５）上输出ｎ位等重码码字内部地址；以及 与所述ｎ个输出信号线互连的多个编码器－解复用器寻址的信号线（１３１６－１３１９），所述编码器－解复用器寻址的信号线各与一个ｎ位等重码码字内部地址关联。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-9-6 11/221,0361.一种编码器-解复用器，包括k个输入信号线(1306)；编码器(1304)，所述编码器(1304)为所述k个输入信号线上接收的每个不同外部地址生成n位等重码码字(1308)内部地址；n个输出信号线(1310-1315)，由所述编码器在所述n个输出信号线(1310-1315)上输出n位等重码码字内部地址；以及与所述n个输出信号线互连的多个编码器-解复用器寻址的信号线(1316-1319)，所述编码器-解复用器寻址的信号线各与一个n位等重码码字内部地址关联。2. 如权利要求1所述的编码器-解复用器，其中所述n个输出信 号线(1310-1315)选择性地与所述编码器-解复用器寻址的信号线(1316-1319)互连，以便在所述编码器将特定的n位等重码码字 (1308)内部地址输出到所述n个输出信号线时，对与所述n位等重 码码字内部地址关联的编码器-解复用器寻址的信号线输入可与输入到不与所述n位等重码码字内部地址关联的所有编码器-解复用器寻 址的信号线的信号相区别的信号。3. 如权利要求1所述的编码器-解复用器，其中对与所述n位等 重码码字(1308)内部地址关联的所述编码器-解复用器寻址的信号线 输入可与输入到不与所述n位等重码码字内部地址关联的所有编码器 -解复用器寻址的信号线输入的信号相区别的所述信号是如下的其中 之一量值大于输出到不与所述n位等重码码字内部地址关联的所有编 码器-解复用器寻址的信号线的电压信号的电压信号；量值小于输出到不与所述n位等重码码字内部地址关联的所有寻 址的信号线的电压信号的电压信号；量值大于输出到不与所述n位等重码码字内部地址关联的所有编 码器-解复用器寻址的信号线的电压信号的电流信号；量值小于输出到不与所述n位等重码码字内部地址关联的所有编 码器-解复用器寻址的信号线的电压信号的电流信号。4. 如权利要求1所述的编码器-解复用器，其中所述k个输入信 号线(1306)和所述n个输出信号线(1310-1315)是^f效米级信号线， 所述编码器(1304)在微米级或亚微米级逻辑中实现，所述多个编码 器-解复用器寻址的信号线(1316-1319)是纳米线。5. 如权利要求1所述的编码器-解复用器，被用于下列一项或多项与第二编码器-解复用器一起，寻址纳米线交叉杆(1700)...
【专利技术属性】
技术研发人员：PJ屈克斯，WJ罗比内特，RM罗思，G塞罗伊西，GS斯尼德，RS威廉斯，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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