存储设备、信息存储方法、方法以及结构化的材料技术

一种存储设备，包括多个通过在基体（１５０２）的一个或多个区域（１５１０，１５１２）施加压力和移去压力以改变这些区域（１５１０，１５１２）的电导率而形成的纳米规模的存储单元（１５１０，１５１２）。导电读取探针（１５１４）测定所述区域的电导率，由此将信息存储在所述单元中。写入探针（１５０８）在选定的单元施加压力和移去压力以改变所述单元的电导率，由此存储或删除信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种存储设备、一种信息存储方法、一种方法、以及一种结构化的材料。
技术介绍
微电子学的飞速发展常常以Moore’s规律为代表，其预测每个集成电路的晶体管数目将继续保持每两年增加一倍。这种成倍增加要求各个连续的下一代的集成电路中各个晶体管的物理尺寸减小。然而，达到这种缩减的难度越来越大，由于复杂性呈指数级的增长并且对开发新一代集成电路的时间要求，到了不能经济可行地继续遵循Moore’s规律的程度。另一方面，与微处理器相反，对存储芯片的巨大需求可证明这种对存储设备的高开发成本。目前对发展更小的存储设备(特别是形状尺寸进入纳米规模的设备)的需求仍然很大。现有的随机存取存储(如SRAM，DRAM)设备在一排存储单元中存储信息，每个单元存储一个单一的二进制数据位。在一种典型的存储设备中，通过对与包含该单元的那行阵列关联的字线施加合适的电势并测量与该单元关联的位线的所得的电势，可读取存储在具体单元中的数据位。现有的存储设备的难点之一是每个单元的物理尺寸的减小程度有限，对信息存储的密度设置上限。例如，在基于晶体管的存储设备中，尽管每个晶体管的门信号宽度极小(在现有技术中通常约为100nm)，但每个单元的总表面积或覆盖区至少要大一个数量级。因此，需要一种存储设备，其具有更简单的结构，可制造更高密度的单元。因此，需要提供一种存储单元，一种信息存储方法，一种方法，和一种结构化的材料，解决现有技术中的一个或多个难点，或至少提供一种有用的选择。
技术实现思路
在本专利技术中，提供一种信息存储的方法，包括在基体的一个或多个区域施加压力和移去压力，以在所述一个或多个区域存储信息。本专利技术还提供一种方法，包括在松散的非晶体硅的一个或多个区域施加压力和移去压力，以将所述一个或多个区域转变为基本上为晶体的硅。本专利技术还提供一种方法，包括在基体的一个或多个区域施加压力和移去压力，以改变所述一个或多个区域的至少一种性能。本专利技术还提供一种方法，包括在基体的一个或多个区域施加压力和移去压力，以在各个所述一个或多个区域的至少一部分中诱导相变化。本专利技术还提供一种方法，包括在松散的非晶体硅的一个或多个区域施加压力和移去压力，以将各个所述一个或多个区域的至少一部分转变为至少一种晶体相。本专利技术还提供一种方法，通过在基本上为硅的基材的一个或多个区域施加压力和移去压力，来产生基本上为晶体和基本上为非晶体硅的区域。本专利技术还提供一种方法，通过在基本上为硅的基材的一个或多个区域施加压力和移去压力，来产生具有不同电性能和/或物理性能的区域。本专利技术还提供一种存储设备，包括多个存储单元，所述存储单元按下述方式形成在基体的一个或多个区域施加压力和移去压力以将所述一个或多个区域的电导率从第一电导率改变为第二电导率，以提供所述多个存储单元。本专利技术还提供一种存储设备，包括在一层基本上绝缘的松散的非晶体硅中的多个基本上导电的晶体硅区域。本专利技术还提供一种存储设备，包括多个具有第一电导率的第一区域，多个具有第二电导率的第二区域，以及至少一个用于确定所述区域的电导率以确定以所述电导率表征的存储的信息的导电探针。本专利技术还提供一种存储设备，包括多个第一区域，所述第一区域具有由在所述的第一区域施加压力和移去压力产生的第一电导率；多个第二区域，所述第二区域具有第二电导率；与所述第一区域和所述第二区域相邻的导电字线(wordline)，以及与所述第一区域和所述第二区域相邻的导电位线(bitline)；其中，所述第一区域和所述第二区域中选定的一个的电导率可通过访问相应的字线和相应的位线来确定。本专利技术还提供一种存储设备，包括在一层导电晶体硅中的多个基本上绝缘的非晶体硅区域，所述非晶体硅区域通过在所述导电晶体硅的层的相应区域中施加压力和移去压力来形成。本专利技术还提供一种存储设备，适于通过改变硅的电性能在所述设备的存储单元中存储信息。本专利技术还提供一种存储设备，包括至少一个刻压头，用于通过刻压在所述设备的单元中存储和/或删除信息。本专利技术还提供一种结构化的材料，包括在一层松散的非晶体硅中的一个或多个基本上为晶体的区域。附图说明以下仅通过实施例，并结合附图描述本专利技术的优选的实施方式，其中图1是显示在晶体硅(Si-I)的刻压过程中发生的相变的示意图；图2是显示用于负载和卸载的穿透深度与施加到晶体硅(Si-I)上的负载的关系图；图3是显示得自初始的Si-I的Raman光谱数据与刻压的区域的关系图；图4是显示晶体Si-I刻压后的压痕的暗视场截面传输电子显微镜(XTEM)的影像；图5是显示松散的非晶体Si的制备的示意图；图6是显示用于负载和卸载的穿透深度与施加到未退火的(非松散的)晶体硅上的负载的关系图；图7是显示得自初始的非退火的a-Si的Raman光谱数据与非退火的和退火的a-Si中的刻压区域的关系图；图8是显示非松散的a-Si的刻压区域的明视场XTEM影像的图；图9是显示非松散的a-Si的刻压的示意图；图10是显示用于负载和卸载的穿透深度与施加到松散的a-Si上的负载的关系图；图11是显示松散的a-Si的刻压区域的XTEM显微照片。图12是显示在松散的a-Si的刻压过程中形成的相的示意图，示出了Si-XII/Si-III是如何形成并随后转变回非晶体相的；图13是显示用于用半径为77nm的刻压头进行负载和卸载的穿透深度与施加到晶体硅(Si-I)上的负载的关系图；图14是显示通过对松散的非结晶硅进行刻压并接着进行退火所产生的压痕的XTEM影像，后者导致压痕中的转变的区域进一步转变为Si-I；图15是显示读-写存储设备的优选实施方式的示意图；图16是显示只读存储设备的优选实施方式的示意图。具体实施例方式现有技术的描述在晶体立方体硅(Si-I)中的相变在机械变形过程中，晶体立方体硅(也称为Si-I，“常见”的硅相，以晶片的形式制造，用于制造微电子设备)经历了一系列的相转变。高压金刚石砧实验显示，在压力约为11Gpa下负载时，晶体金刚石立方体Si-I经历了一个相转变，转变为金属性β-Sn相(也称为Si-II)，如在J.Z.Hu、L.D.Merkle、C.S.Menoni和I.L.Spain的Phys.Rev.(B 34，4679(1986))中所描述的，并且由于Si-II在低于约2GPa的压力下是不稳定的，Si-II在压力释放的过程中经历进一步的转变。Si-I在称为刻压的方法中经历类似的一系列转变，其中，通过增加施加的力将极硬的刻压头压入材料的表面(称为负载阶段)，接着将该力减小(称为卸载阶段)并从目前发生变形或刻压的表面移去刻压头。图1概括了在Si-I的刻压负载和卸载过程中发生的相转变。如在金刚石砧实验中那样，在压力下，最初的Si-I相102转变为Si-II相104，即，在负载过程中。在卸载时，根据卸载速度的不同，Si-II阶段104经历额外的转变，形成晶体相Si-XII/Si-III 106或非晶体相(a-Si)108。快速卸载导致a-Si 108的形成，而速卸载导致Si-XII/Si-III 106的形成，如图1所示。Si-I的刻压实验的结果，特别是随后使用Raman光谱和截面传输电子显微镜(XTEM)对刻压区域的分析将在下文中进行描述。使用超微刻压系统2000(UMIS))进行刻压，采用两个半径约本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信息存储方法，包括：在基体的一个或多个区域中施加压力和移去压力，以在所述一个或多个区域中存储信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】AU 2003-12-9 20039068081.一种信息存储方法，包括在基体的一个或多个区域中施加压力和移去压力，以在所述一个或多个区域中存储信息。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个区域提供用于存储设备的一个或多个存储单元。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，各个所述存储单元的尺寸是纳米规模级的。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括测量所述一个多个区域的性能，以确定存储在所述一个或多个区域中的信息。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述性能包括电导率或电阻率。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述施加和移去压力包括将所述一个或多个区域从至少一种第一相转变为至少一种第二相。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少一种第一相包括非晶体相，所述至少一种第二相包括至少一种晶体相。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述非晶体相是松散的非晶体相。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基体基本上是硅。10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，包括加热所述一个或多个区域，以在所述一个或多个区域中诱导进一步的相变。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述加热将所述至少一种晶体相转变为电导率更大的晶体相。12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述施加和移去压力的步骤包括控制施加和移去压力中的至少一个，以确定存储在所述一个或多个区域中的信息。13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述施加和移去压力包括控制所述移去压力的速率，以确定存储在所述一个或多个区域中的信息。14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括选择施加到各个所述一个或多个区域的压力，以确定存储在所述一个或多个区域中的信息。15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述压力选自许多预定的压力，以在各个所述一个或多个区域中提供多位信息存储。16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述施加和移去压力将所述一个或多个区域的电导率从第一电导率改变为第二电导率，并且所述方法还包括在所述一个或多个区域施加和移去压力，以将所述一个或多个区域的电导率从第二电导率改变为第三电导率。17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第三电导率基本上等于所述第一电导率。18.一种方法，包括在松散的非晶体硅的一个或多个区域施加压力和移去压力，以将所述一个或多个区域转变为基本上为晶体的硅。19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括步骤加热所述一个或多个区域，以将所述基本上是晶体的硅转变为进一步的晶体相。20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述进一步的晶体相比所述基本上是晶体的硅具有更大的电导率。21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括步骤在所述一个或多个区域施加压力和移去压力，以将所述一个或多个区域中基本上是晶体的硅转变为基本上是非晶体的硅。22.如权利要求18所述的方法，其特征在于，包括控制施加到所述一个或多个区域的压力，以确定所述一个或多个基本上为晶体的硅区域的至少一种尺寸。23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述施加到各个区域的压力选自许多预定的压力。24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，包括控制在所述一个或多个区域上的压力的进一步施加和移去，以改变所述基本上是晶体的硅区域的至少一种尺寸。25.一种方法，包括对基体的一个或多个区域施加或移去压力，以转变所述一个或多个区域的至少一种性能。26.如权利要求25所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：JS威廉姆斯，JE布拉德比，MV斯温，
申请(专利权)人：日欧塔控股有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]