本发明专利技术的各个实施例都涉及到用于读取纳米线交叉棒存储器的内容的电子装置。本发明专利技术的一个实施例中，微米尺度或亚微米尺度的信号线通过可配置的纳米线结开关（４０４）与来自纳米线交叉棒存储器的一组平行纳米线互连。微米尺度或亚微米尺度的信号线作为单线路多路复用器，使纳米线交叉棒存储器内的任何的一个单一比特存储元件（３１６）的内容被读取。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电子器件和电路，尤其涉及用于读取存储在纳米线交叉棒(nanowire-crossbar )存储器中的信息并用于将纳米线交叉棒接口 到亚微米尺度和/或微米尺度的电子器件的多路复用器。 政府利益的声明本专利技术是在政府的支持下做出的，合同号并MDA972-01-3-005 ，由 DARPA Moletronics (国防预先研究计划局分子电子学)给予的。政府 对本专利技术享有 一定的权利。
技术介绍
近来，通过常规的基于光刻的方法对电子器件和电路进行设计与制 造，逐渐接近到进一步减小元件尺寸的物理极限，因此发展了制造纳米 尺度的电子电路的其它的方法。纳米线交叉棒技术是一种制造尺寸远小 于而元件密度相应大于当前采用光刻方法制造的亚微米尺度的电路和元 件的电子电路和器件的特别有希望的新的方法图l是典型的纳米线交叉棒。图1中的纳米线交叉棒实现了一种简 单的存储器件。该纳米线交叉棒包括(l)第1组平行纳米线102; (2) 双稳态的比特存储层104;和(3)垂直于第1层平行纳米线102的第2 层平行纳米线106。在第1层纳米线102中的纳米线和第2层纳米线106 中的纳米线之间的每个最小间距的点或交叉点处，在比特存储层104的 每个小区域内存储单一比特的信息。例如，在纳米线110上面和纳米线 112下面的比特存储层104的小区域108(如图1中的交叉阴影线所示)， 连同和该小区域接触的纳米线110和112的部分一起，形成用作纳米尺 度存储器内的单一比特的存储元件114的纳米线结。在许多纳米尺度存储器的实施例中，单一比特存储元件(例如图1 中的单一比特存储元件114 )的内容，可以通过给相交形成单一比特存储 元件的纳米线中的一个或两个都施加电压或电流信号来#~改，以改变纳 米线结内的双稳态比特存储层的物理状态，例如电阻率。图1中，例如， 可以给纳米线110和112中的一个或者两个都施加信号，以fl改单一比 特存储元件114，如图1中的箭头所示，例如箭头116。通常，对其余的纳米线不施加信号或施加不同的信号，以区别该寻址的单一比特存储元 件与所有其它的单一比特存储元件。在许多的实施例中，施加振幅相对大的信号以进行写操作，其中物理状态改变了，而施加振幅相对较 小的信号以进行读，，操作，通常其中的物理状态并不改变，而只是确 定。在读，，操作中，通过给纳米线交叉棒的纳米线施加一个或多个信 号，而从相交形成单一比特存储元件的两个纳米线中的一个或它们两个 上的信号的存在、不存在或强度，来确定单一比特存储元件的物理状态。 由纳米线交叉棒实现的纳米尺度存储器可以看作是单一比特存储元件的 二维阵列，每个单一比特存储元件都可以通过相交形成单一比特存储元 件的两个纳米线，被独立且唯一地寻址。在某些情形下，二维纳米尺度 存储器内的单一比特存储元件的全部的行、列或较大的组都可以在单个 操作中存取。图1是典型的纳米线交叉棒的简单的示意图。虽然图1中的各个纳 米线的横截面是矩形的，纳米线的横截面也可也是圓形的、椭圓形或较 复杂的形状，纳米线可以有很多不同的宽度或直径以及长宽比或离心 率。可以通过表面上的化学自组装和向衬底的迁移、通过原位化学合成、 以及通过多种其它的技术，使用金属的和/或半导体的元素或化合物、掺 杂的有机聚合物、复合材料、纳米管和掺杂的纳米管，以及使用其它类 型的导电或半导体材料，采用压印光刻来制造纳米线。图1中双稳态的比特存储层104是在两组平行的纳米线之间的连续层，然而可选的，也 可以是不连续的，或者是环绕纳米线的鞘状的分子涂层，或纳米线内的 组成原子或分子，而不是单独的层。双稳态的比特存储层104也可以由 许多种不同的金属的、半导体的、掺杂的聚合物的和复合的材料组成。为了将纳米线交叉棒结合到常规的电子器件中，而将纳米线交叉棒 的各个纳米线引线互连到亚微米尺度和微米尺度的信号线时，会遇到很 大的问题，也包括识别和操作各个纳米线。对这些问题的一个解决方案 是，使用与纳米线交叉棒集成的具有微米尺度或亚微米尺度的地址线的 去复用器。图2是与纳米尺度/亚微米尺度的去复用器集成的纳米线交叉 棒存储器，纳米线交叉棒存储器的各个比特存储元件可以通过微米尺度 或亚微米尺度的地址线唯一地进行存取。图2中，16 x 16的纳米线交叉 棒202具有平行的纳米线层，其中的纳米线延伸穿过纳米线交叉棒阵列 202的边界，形成第一去复用器204和第二去复用器206。去复用器204包括从纳米线交叉棒的笫一平行纳米线层延伸的纳米线，例如纳米线208，其上面或下面是垂直的微米尺度或亚微米尺度的源-电压线210和 四对垂直的微米尺度或亚微米尺度的地址线212-215。同样，笫二去复 用器206由纳米线交叉棒的第二平行纳米线层延伸的纳米线实现。某些 实现方式中，例如图2给出的实现方式，地址线作为互补对出现，每对 表示1比特，相反的是多比特地址，然而在其它的实现方式中，也可以 使用单个地址线。通过四对地址线212-215输入的四比特地址，足以给 16根纳米线中的每一根(例如纳米线208 )都提供唯一的地址；两个四 比特的地址同时输入到两个去复用器204和206中每一个的四对地址 线，可以在纳米线交叉棒阵列202的256个纳米线结中唯一地寻址某个 纳米线结。通过在某个单一比特存储元件处相交的纳米线交叉棒存储器的纳米 线上加上写信号，单一比特存储元件的状态可以设定为对二进制数 值0和1进行编码的两个双稳态中所希望的一个。然而通过施加 读信号确定给定的单一比特存储元件的状态是非常困难的。纳米线 交叉棒存储器的设计者、制造者、销售商和综合者，以及这种器件的最 终用户，都已经意识到需要可靠的和有效地制造的装置来读取纳米线交 叉棒存储器内的单一比特存储元件的状态。其它类型的实现纳米线交叉 棒器件的设计者、制造者、销售商、综合者和用户已经意识到需要可靠 的和有效地制造的接口来将实现纳米线交叉棒的器件与亚微米尺度和微 米尺度的电子器件互连。
技术实现思路
本专利技术的各个实施例都涉及到用于读取纳米线交叉棒存储器的内容 的电子装置。本专利技术的一个实施例中，微米尺度或亚微米尺度的信号线 通过可配置的纳米线结开关与来自纳米线交叉棒存储器的一组平行的纳 米线互连。微米尺度或亚微米尺度的信号线作为单线路的多路复用器， 使纳米线交叉棒存储器内的任何的一个单一比特存储元件的内容可以在 三个周期的读，，操作中被读取。附图说明图1是示例性的纳米线交叉棒；图2是与纳米尺度或微米尺度的去复用器集成的纳米线交叉棒存储 器，纳米线交叉棒存储器的各个比特存储元件可以通过微米尺度或亚微米尺度的地址线唯一地进行存取；图3A-D是第一电子多路复用器装置，使用电子多路复用器装置的读操作，电子多路复用器装置的不足和缺点；图4A-E是单线路多路复用器的实现，其有助于对纳米线交叉棒存储 器内被选择的单一比特存储元件的读操作，其代表本专利技术的一个实 施例。具体实施方式本专利技术的各个实施例包括用于读取纳米线交叉棒存储器内选择的单 一比特存储元件的内容的电子多路复用器。当前的讨论中，术语纳米 线是指宽度小于目前可以使用常规的光刻技术制造的亚微米尺度的信 号信的宽度的信号线，其小于50纳米、小于20纳米或小于IO纳米。术 语纳本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于纳米线交叉棒的多路复用器接口，该多路复用器接口包括： 多路复用器线路（４０２）； 具有至少两组由纳米线结互连的平行纳米线的纳米线交叉棒；以及 开关类的纳米线结（４０４），每一个纳米线结都将纳米线交叉棒的至少两组平行纳米线中的一组中的一个纳米线（３１１）与多路复用器线路互连。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-4-22 11/112,0851、一种用于纳米线交叉棒的多路复用器接口，该多路复用器接口包括多路复用器线路(402)；具有至少两组由纳米线结互连的平行纳米线的纳米线交叉棒；以及开关类的纳米线结(404)，每一个纳米线结都将纳米线交叉棒的至少两组平行纳米线中的一组中的一个纳米线(311)与多路复用器线路互连。2、 如权利要求l所述的多路复用器接口，其中多路复用器线路连接 到产生输出信号的放大器(410)。3、 如权利要求l所述的多路复用器接口，其中每个开关类的纳米线 结(404 )都能够通过给在纳米线结处与多路复用器线路相交的纳米线交 叉棒的纳米线(311 )施加第一复位信号并且同时给多路复用器线路(402 )施加第二复位信号而被设置为打开状态；以及其中每个开关类的纳米线结(404 )都能够通过给在纳米线结处与多 路复用器线路(402 )相交的纳米线交叉棒的纳米线(311)施加第一置 位信号并且同时给多路复用器线路施加第二置位信号而被设置为闭合状 态。4、 如权利要求l所述的多路复用器接口，其中纳米线交叉棒中被选 择的纳米线结(316)的电流状态可以通过下述方法确定通过纳米线结给与多路复用器线路互连的纳米线(310-315)中的 每一个施加第一复位信号，并给多路复用器线路(402 )施加第二复位信 号；给与多路复用器线路(402 )和被选择的纳米线结(404 )互连的纳 米线(311 )施加第一置位信号，并给多路复用器线路施加第二置位信号； 以及给与多路复用器线路(402 )和被选择的纳米线结(316)互连的纳 米线(311)施加弱的信号，保持与多路复用器线路互连的纳米线交叉棒 中任何余下的纳米线处于低状态，保持与被选择的纳米线结互连而不与 多路复用器线路互连的任何其它的纳米线处于低状态，保持与被选择的 纳米线结互连而不与多路复用器线路互连的任何其它的纳米线处于低状 态，并给余下的纳米线施加弱的信号。5 、如权利要求4所述的多路复用器接口 ，其中给纳米线(310 - 315 ) 和多路复用器线路施加电压信号或电流信号中的一个以确定所选择的纳 米线结的电...
【专利技术属性】
技术研发人员：PJ屈克斯，SR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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