基于纳米尺度线的数据存储制造技术

本发明专利技术一般性涉及纳米技术和可以用于电路的亚微米电子器件，并且在某些情况下，涉及能够编码数据的纳米尺度线和其它纳米结构。本发明专利技术的一个方面提供一种具有电可极化的区域的纳米尺度线或其它纳米结构，例如，纳米尺度线可以包括核和电可极化壳。在某些情况下，电可极化区域在没有外电场情况下能够保持其极化状态。电可极化区域的全部或仅一部分可以被极化，以例如编码一个或多个数据位。在一组实施方案中，电可极化区域包括功能氧化物或铁电氧化物材料，例如，ＢａＴｉＯ↓［３］、钛锆酸铅等。在某些实施方案中，纳米尺度线（或其它纳米结构）还可以包括其它材料，例如，使纳米尺度线的电可极化区域与其它区域隔离的隔离区域。例如，在纳米尺度线内，一个或多个中间壳可以使所述核与电可极化壳隔离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般性涉及纳米技术和可以用于电路的亚微米电子器件，更具 体涉及能够编码数据的纳米尺度线和其它纳米结构。
技术介绍
纳米尺度的化学和物理挑战以及在电子、光学和相关器件中使用以下 结构的前景已经激发了对纳米技术的兴趣，尤其是亚微米电子技术，例如 半导体量子点和纳米线。而且纳米制品(nanoscopic article)可能非常适 合于载荷子和激子(例如，电子、电子空穴对、电子对等)的输运，因此 可以用作纳米尺度电子学、光学和其它应用中的结构单元(building blocks)，许多纳米技术和纳米电子学并没有得到很好的itA。因此，本 领域需要涉及纳米尺度器件的新型和改进的制品以及技术。
技术实现思路
本专利技术一般性涉及纳米尺度线和其它纳米结构，包括能够编码数据的那些。在某些情况下，本专利技术的主题涉;M目关产品、具体问题的替代解决方案和/或一个或多个系统和/或制品的多种不同用途。一方面，本专利技术提供一种电子数据存储器件。根据一组实施方案，该 器件包括第一电极、第二电极、限定第一电极和第二电极之间电通路的半 导体材料，以及最接近该半导体材料、可在至少第一极化状态和第4化状态之间转换的材料。在一个实施方案中，半导体材料可在分别响应铁电 材料的第一或第二极化状态的第一导电态和笫二导电态之间转换，在第一和第二电极之间分别提供第一电导率和为第一导电率至少1000倍的第二电导率的电导率。在另一组实施方案中，该电子数据存储器件包括第一电极、第二电极 以及限定第一和第二电极之间电通路的半导体材料。在一个实施方案中， 该半导体材料包括沿电通路的至少第 一转换区和第二转换区，第 一和第二转换区中的每一个可在第 一导电态和第二导电态之间单独并且独立转换，所述第二态沿电通路在各区域内提供至少1000倍于各区域内第一态电导率的电导率。在又一组实施方案中，该电子数据存储器件包括具有关状态和开状态 的半导^t据存储元件，所述开状态提供的电导率为关状态电导率的至少1000倍。该数据存储元件可以具有能使元件从开状态转换为关状态和/或从关状态转换为开状态的写入电压，以及通过其可以确定元件状态的读取电压。在某些实施方案中，读取电压和写入电压之差不大于1或2V。根据另一方面，本专利技术是一种制品。在一组实施方案中，该制品包括 第一电极、第二电极、限定第一电极和第二电极之间的电通路的半导体材 料，以及至少两个控制端，每一个控制端沿第一电极和第二电极之间的电 通路与半导体材料电连通。在另一组实施方案中，该制品包括纳米XJL线，该线包括电可扭/化区。在一个实施方案中，所述电可极化区在没有电场的情况下能保持其极化状态。根据又一组实施方案，该制品包括纳米XJL线，该线包括核和至少部分包围所述核的壳。在一个实施方案中，所述核是半导电或导电的。在某 些情况下，所述壳包括铁电氧化物材料。在又一组实施方案中，该制品包括器件，该器件包括非易失性存储元 件阵列。在一个实施方案中，该制品包括多个存储元件，每一个存储元件包括纳米尺度线，该线包括晶体管结构(transistor architecture)。在又 一组实施方案中，该制品包括纳米XJL线，该线包括核和至少两个壳，其 中每一个壳包围所述核的至少一部分。在一个实施方案中，纳米凡变线包 括铁电氧化物材料。在又一组实施方案中，该制品包括纳米尺度线，该线 包括晶体管结构。在至少一个实施方案中，纳米尺度线包括铁电氧化物材 料。在又一组实施方案中，该制品包括纳米XJL线，该线包括核和壳，其 中纳米尺度线包含Ba。在又一组实施方案中，该制品包括纳米尺度线，该线包括核和至少两个壳，其中所述壳的至少其一具有至少约15的介电 常数。在一组实施方案中，该制品包括编码多于一个的翁:据位的纳米;^线。根据另一组实施方案，该制品包括纳米XJL线，该线包括编码lt据位 的区域，其中所述区域并不受第二可移动纳米尺度线的位置所限定。在一组实施方案中，该制品包括含有存储元件阵列的器件，每一存储元件具有小于约20nmV位的面积。祁^据又一组实施方案，该制品包括在 开/关电流差比为至少1000时具有读取电压小于约1 V绝对值的存储元件。在 又一组实施方案中，该制品包括在开/关电流差比为至少1000时具有写入 电压小于约l V绝对值的存储元件。在又一组实施方案中，该制品包括在开/ 关电流差比为至少1000时具有读^/写入电压比小于约1:1.5的存储元件。 在又一组实施方案中，该制品包括具有第一稳定态和第二稳定态的存储元 件，其中第一稳定态具有第一电导率，第二稳定态具有第二电导率，并且 第一电导率是第二电导率的至少1000倍。在又一方面，本专利技术提供一种方法。在一组实施方案中，该方法包括 在包括核和壳的纳米XJl线内核/化至少一部分壳的过程。一组实施方案提供一种方法，该方法包括以下过程在纳米XJL线上编码第一数据位，和在纳米;UL线上编码第二数据位而基本不改变第一数据位。在又一组实施方案中，该方法包括以下过程从纳米尺度线读取第 一数据位，和独立于第一数据位从纳米尺度线读取第二数据位。在又一组 实施方案中，该方法包括在固定纳米尺寸线中编码至少一个数据位的过 程。在另一组实施方案中，该方法包括以下过程提供源电极、漏电极和 与源电极和漏电极电连通的半导体材料，和独立地写入和读取半导体材料 中的至少两个单独的数据位。又一组实施方案提供一种方法，该方法包括以下过程将铁电氧化物 材料沉积在包括核和第 一壳的纳米凡变线的至少一部分上，以形成不同于 第一壳的第二壳。在另一组实施方案中，该方法包括将铁电氧化物材料沉 积在没有固定至衬底的纳米尺度线的至少 一部分上的过程。又一组实施方 案提供一种方法，包括将介电常数为至少约15的材料沉积在没有固定至 衬底的纳米XJL线的至少 一部分上的过程。在另一方面，本专利技术涉及一种实施本文所描述的一个或多个实施方案 的方法。在又一方面，本专利技术涉及一种使用本文所描述的一个或多个实施 方案的方法。在结合附图考虑时，通过以下对本专利技术的各种非P艮制性实施方案的详 细描述，本专利技术的其它优点和新特征将变得显而易见。在本说明书和以引 用方式并入的文献包括抵触和/或不一致的公开内容的情况下，应以本说明 书为准。如果以引用方式并入的两篇或多篇文献包括彼此抵触和/或不一致 的公开内容，则应以具有更晚生效期的文献为准。附图说明将参照附图通过实施例描述本专利技术的非限制性实施方案，这些附图是 示意性的并且不是按比例绘制的。在这些附图中，示出的每一相同或几乎 相同的组件通常用单一附图标记表示。为了清楚的目的，没有在每幅附图 中标出所有组件，当图示对于本领域普通技术人员理解本专利技术不是必要的时候，也没有示出本专利技术每一实施方案的所有组件。在附图中图1A-1F图解^兌明本专利技术实施方案的某些纳米XJL线的不同物理性能；图2图解说明根据本专利技术另一实施方案的纳米尺度线的极化；图3A-3G图解说明根据本专利技术又一实施方案，能够编码多于一个数据位的纳米凡变线；图4A-4C是图解说明本专利技术不同实施方案的示意图；图5A-5C是图解说明适合用于本专利技术某些实施方案的电极制造的示意图；图6A-6B是图解说明根据本专利技术实施方案，某些纳米XJL线器件的各种性能的示意图；图7A-7D图解说明用于本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子数据存储器件，包括：　　　　第一电极；　　　　第二电极；　　　　限定所述第一电极和所述第二电极之间的电通路的半导体材料；　　　　最接近所述半导体材料、可在至少第一极化状态和第二极化状态之间转换的材料，　　　　其中，所述半导体材料可在分别响应铁电氧化物材料的所述第一或第二极化状态的第一导电态和第二导电态之间转换，在所述第一和第二电极之间分别提供选自第一电导率和为所述第一电导率至少１０００倍的第二电导率中的电导率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-12-6 60/633,7331. 一种电子数据存储器件，包括 第一电极；第二电极；限定所述第一电极和所述第二电极之间的电通路的半导体材料； 最接近所述半导体材料、可在至少第 一极化状态和第二极化状态之间转 换的材料，其中，所述半导体材料可在分别响应铁电氧化物材料的所述笫 一或第二 极化状态的第一导电态和第二导电态之间转换，在所述第一和第二电扭《之 间分别换:供选自第一电导率和为所述第一电导率至少1000倍的第二电导 率中的电导率。2. 根据权利要求l的电子数据存储器件，其中所述最接近所述半导体材料 的材料包括铁电氧化物材料。3. 根据权利要求l的电子数据存储器件，其中所述半导体材料包括第IV 族半导体。4. 根据权利要求l 半导体。5. #^权利要求16. 根据权利要求l 族-第V族半导体。7. 根据权利要求l 掺杂剂。8. 根据权利要求l 掺杂剂。9. 根据权利要求l Ba'10. 根据权利要求1 钛酸钡。11. 根据权利要求1 Zr。的电子数据存储器件，其中所述半导体材料包括元素的电子数据存储器件，其中所述半导体材料包括Si。 的电子数据存储器件，其中所述半导体材料包括第III的电子数据存储器件，其中所述半导体材料包括p型的电子数据存储器件，其中所述半导体材料包括n型的电子数据存储器件，其中所述铁电氧化物材料包括的电子数据存储器件，其中所述铁电氧化物材料包括的电子数据存储器件，其中所述铁电氧化物材料包括12. 根据权利要求l的电子数据存储器件，其中所述铁电氧化物材料包括 钬锆酸铅。13. 根据权利要求l的电子数据存储器件，其中所述铁电氧化物材料包括 Sr。14. 根据权利要求l的电子数据存储器件，其中所述铁电氧化物材料包括 钽酸锶铋。15. 根据权利要求l的电子数据存储器件，其中所述半导体材料包括最小 宽度小于约1微米的至少一个部分。16. 根据权利要求15的电子数据存储器件，其中所述半导体材料包括最小 宽度小于约500纳米的至少一个部分。17. 根据权利要求16的电子数据存储器件，其中所述半导体材料包括最小 宽度小于约200纳米的至少一个部分。18. 根据权利要求17的电子数据存储器件，其中所述半导体材料包括最小 宽度小于约100纳米的至少一个部分。19. 根据权利要求18的电子数据存储器件，其中所述半导体材料包括最小 宽度小于约50纳米的至少一个部分。20. 根据权利要求19的电子数据存储器件，其中所述半导体材料包括最小 宽度小于约30纳米的至少一个部分。21. 根据权利要求20的电子数据存储器件，其中所述半导体材料包括最小 宽度小于约10纳米的至少一个部分。22. 根据权利要求l的电子数据存储器件，其中所述铁电氧化物材料包括 最小宽度小于约1微米的至少一个部分。23. 根据权利要求22的电子数据存储器件，其中所述铁电氧化物材料包括 最小宽度小于约500纳米的至少一个部分。24. 根据权利要求23的电子数据存储器件，其中所述铁电氧化物材料包括 最小宽度小于约200纳米的至少一个部分。25. 根据权利要求24的电子数据存储器件,其中所述铁电氧化物材料包括 最小宽度小于约100纳米的至少一个部分.26. 根据权利要求25的电子数据存储器件，其中所述铁电氧化物材料包括 最小宽度小于约50纳米的至少一个部分。27. 根据权利要求26的电子数据存储器件，其中所述铁电氧化物材料包括 最小宽度小于约30纳米的至少一个部分。28. 根据权利要求27的电子数据存储器件，其中所述铁电氧化物材料包括 最小宽度小于约10纳米的至少一个部分。29. 根据权利要求l的电子数据存储器件，其中所述铁电氧化物材料至少 包围所述半导体材料的至少 一部分。30. 根据权利要求29的电子数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯M利伯，吴越，闫昊，
申请(专利权)人：哈佛大学，
类型：发明
国别省市：US[美国]