本发明专利技术的各种实施例针对三维交叉杆阵列（５００、１０００）。在本发明专利技术的一个方面，三维交叉杆阵列（１０００）包含多个交叉杆阵列（１１０２－１１０４）、第一多路分离器（１１０６）、第二多路分离器（１１０８）和第三多路分离器（１１１０）。每个交叉杆阵列包含第一层纳米线（７０２－７０４）、叠加在第一层纳米线上的第二层纳米线（７０６－７０８）和叠加在第二层纳米线上的第三层纳米线（７１０－７１２）。第一多路分离器配置成寻址每个交叉杆阵列的第一层纳米线中的纳米线，第二多路分离器配置成寻址每个交叉杆阵列的第二层纳米线中的纳米线，并且第三多路分离器配置成向每个交叉杆阵列的第三层纳米线中的纳米线提供信号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例涉及交叉杆(crossbar )电路，更具体地说，涉及三 纟,交叉4干P车歹l1 (crossbar array)。
技术介绍
在过去50年期间，电子和计算产业已经纟皮持续地向前推进，诸如晶 体管和信号线的基本电子部件的尺寸不断减小，并且因此包括处理器和电 子存储器芯片的集成电路的部件密度不断提高。然而，最终，预期在基于 光刻方法的半导体电路制造技术中将达到基本部件尺寸极限。当部件的尺 寸降到紫外光的分辨率极限以下时，例如需要采用技术上要求更高的且更 昂贵的基于更高能量辐射的技术来使用光刻技术产生更小的部件。可能需 要重建昂贵的半导体制造设施以便使用新的技术。还预期会遇到许多新的 障碍。例如，需要通过一系列光刻步骤来制造半导体器件，在每个步骤中部件尺寸的减小,'精确对准变得越来越困难且昂贵。:为另一个示例,半 导体表面中随机分布的某些类型的缺陷导致有缺陷半导体器件的可能性 可能随着制作在半导体表面上的部件尺寸的减小而提高，导致制作期间有 缺陷器件的比例增大，并且可用产品的产量相应更低。最后，仅在分子级 距离出现的各种量子效应可能完全推翻(overwhelm)半导体中部件制造 的当前方法。级和纳米级电;器件上花费了相当大的;究努力。纳^级电子器件一般采 用宽度小于100纳米的纳米级信号线和尺寸小于IOO纳米的纳米级部件。 更密集制造的纳米级电子器件可采用宽度小于50纳米的纳米级信号线和 尺寸小于50纳米的纳米级部件。虽然已经开发了通用的纳米线技术，但是采用纳米线技术来使现有类 型的电路和结构小型化不一定直接了当。虽然可能有可能繁重地构造小型 化的、类似于大得多的当前电路的纳米线电路，但是使用当前技术来制造这种小型化电路不实际并且通常也不可能。即使这种直接了当地小型化的 电路能够被可行地制作，但是随着将纳米级部件组合在一起所产生的高得 多的部件密度需要与去除电路所产生的废热有关的大不相同的策略。此 外，物质的电子性质在纳米级尺寸可能显著变化，使得可能需要采用不同 类型的方法和物质来在纳米级尺寸制造甚至相对简单的、众所周知的电路 和子系统。电子器件的设计者、制造者和用户也已经认识到，需要配置纳 米级部件以便提高电子器件中电子部件的密度的方式。
技术实现思路
本专利技术的各种实施例针对三维交叉杆阵列系统。在本专利技术的 一 个方 面， 一种三维交叉杆阵列系统包含多个交叉杆阵列、第一多路分离器(denmUiplexer )、第二多路分离器和第三多路分离器。每个交叉杆阵 列包含第一层纳米线、叠加在该第一层纳米线上的第二层纳米线和叠加在 该第二层纳米线上的第三层纳米线。第一多路分离器配置成寻址每个交叉 杆阵列的第一层纳米线中的纳米线，第二多路分离器配置成寻址每个交叉 杆阵列的第二层納米线中的纳米线，并且第三多路分离器配置成向每个交 叉杆阵列的第三层纳米线中的纳米线提供信号。附图说明图1示出了双层纳米线交叉杆阵列。图2示出了在双层納米线交叉杆内互连两个邻近层的纳米线的交叉杆结(jimct ion )。图3示出了图1所示的双层纳米线交叉杆的示意表示。图4示出表示位于交叉杆结处的可重新配置的非线性隧穿电阻器的操作特性的电流与电压关系曲线。图5示出表示本专利技术实施例的第一三维交叉杆阵列系统的立体图。 图6A-6C示出一种配置表示本专利技术实施例的三维交叉杆阵列中的纳米线交叉杆结的方法。图7示出表示本专利技术实施例的三层纳米线交叉杆阵列。图8示出了在表示本专利技术实施例的三层纳米线交叉杆内互连三个连续层的纳米线的第 一 交叉杆结。图9A示出表示本专利技术实施例的图7所示的三层纳米线的示意表示。图9B示出表示本专利技术实施例的图8所示的交叉杆结的示意表示。 图10示出表示本专利技术实施例的第二三维交叉杆阵列系统的立体图。 图ll提供表示本专利技术实施例的图IO所示的交叉杆阵列系统的示意表示。图12A-12D示出一种配置表示本专利技术实施例的图11所示的交叉杆阵 列的交叉杆结的方法。图13示出表示本专利技术实施例的第二交叉杆结。图14A-14B示出表示本专利技术实施例的第三交叉杆结。具体实施例方式本专利技术的各种实施例针对三维交叉杆阵列系统，其可配置成存储和处 理信息。本专利技术的某些三维交叉杆阵列系统实施例基于多个双层纳米线交 叉杆，这在第一小节进行描述。本专利技术的其它三维交叉杆阵列系统实施例 基于多个三层納米线交叉杆，这在第二小节进行描述。 一般而言，本专利技术 的三维交叉杆阵列系统实施例比占据相同表面面积的单个双层或三层交 叉杆阵列系统提供更高的交叉杆结密度。I.基于双层纳米线交叉杆的三维交叉杆阵列系统实施例 A.双层纳米线交叉杆图1示出了双层纳米线交叉杆阵列。在图1中，第二层近似平行的纳 米线104放在第一层近似平行的纳米线102上面。第二层104在取向上大 致垂直于第一层102的纳米线，但是这些层间的取向角可以变化。这两层 纳米线形成栅格(lattice)或交叉杆，其中第二层104的每个纳米线叠 加在第一层102的所有纳米线上并且在表示两个纳米线之间最紧密接触的 纳米线交叉处与第一层102的每个纳米线紧密接触。虽然图1中的各个纳 米线都被示出为具有矩形截面，但是纳米线也可具有方形、圆形、椭圆形或更复杂的截面。纳米线也可具有许多不同的宽度或直径以及长宽比或偏 心率。术语"纳米线交叉杆，，可以指具有一层或多层除了纳米线之外的亚 微米级线、微米级线或具有更大尺寸的线的交叉杆。可通过机械纳米压印技术来制造纳米线层。可选地，纳米线可经过化 学合成，并且可在一个或多个工艺步骤(包含Langmuir-Blodgett工艺) 中沉积为近似平行的纳米线层。也可采用本领域公知的制造纳米线的其它可选技术。由此，如图1中所示的包括第一层和第二层的双层纳米线交叉 杆可通过众多比较简单的工艺中的任一种来制造。可以从金属和半导体物 质、这些类型物质的组合以及其它类型的物质，化学合成许多不同类型的 导电和半导电的纳米线。可以通过各种不同的方法将纳米线交叉杆连接到 微米级地址线引线或其它电子引线，以便将纳米线合并到电气电路中。在纳米线交叉处，诸如电阻器的纳米级电子部件和其它熟悉的基本电 子部件可被制造以互连两个交叠的納米线。通过电子部件连接的纳米线交叉处被称为"交叉杆结"或简单地称为"结"。图2提供了互连纳米线交 叉杆内的两个邻近层的纳米线202和204的交叉杆结的图示。交叉杆结可 以涉及或可以不涉及这两个纳米线202和204之间的物理^接触。如图2所 示，这两个纳米线在它们的交叠点处没有物理接触，而是纳米线202与204 之间的间隙可跨越由位于这两个纳米线之间它们最靠近的交叠点处的电 阻元件206所表示的若干分子。电阻元件206可表示相当于电阻器的一个 或多个分子。在本专利技术的某些实施例中，电阻元件206可在交叠纳米线层 之间形成的单独层(称为"中间层")中引入。在本专利技术的其它实施例中， 电阻元件206可以是电磁致动的开关的有源区，所述开关在2006年10月 3日提交的美国申i青No. 11/542， 986的题为"Electronically Actuated Switch"的美国专利申请中有描述，该申请通过参考结合于本文中。图3提供了图1所示的双层纳米线交叉杆的示意表示300。如图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可配置的三维交叉杆阵列系统（１０００），包括： 多个交叉杆阵列（１１０２－１１０４），每个交叉杆阵列包含第一层纳米线（７０２－７０４）、叠加在所述第一层纳米线上的第二层纳米线（７０６－７０８）、叠加在所述第二层纳米线上的第三层纳米 线（７１０－７１２），以及位于三个叠加纳米线的交叉处的交叉杆结（８１０）； 第一多路分离器（１１０６），配置成寻址每个交叉杆阵列的所述第一层纳米线中的至少一部分纳米线； 第二多路分离器（１１０８），配置成寻址每个交叉杆阵列的所述 第二层纳米线中的至少一部分纳米线；以及 第三多路分离器（１１１０），配置成向每个交叉杆阵列的所述第三层纳米线中的至少一部分纳米线提供信号。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：W吴，SR威廉斯，W罗比内特，G斯奈德，Z于，S王，D斯图尔特，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：US[]
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