[发明专利]十字形纳米尺度存储结构电路及其串扰问题的解决方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳电子器件制备技术，具体是一种解决十字形纳米尺度存储结构电路中串扰问题的方法及一种新型的十字形纳米尺度存储结构电路。

背景技术

纳电子器件研究是近年来纳米科技领域中的热点。目前，利用单分子、纳米结构材料已经获得了各种新型纳电子器件，如：二极管、场效应晶体管等，但纳电子器件要在下一代电子器件中真正获得广泛应用，必须解决器件的大规模集成问题。十字形交叉结是实现器件高密度集成的一种理想方式，原因主要有二：(1)基于单分子、纳米结构材料十字交叉结可成为纳电子器件；(2)因交叉结的面积可以很小(几个平方纳米以下)，有可能实现纳电子器件的大规模集成。

十字形存储结构电路采用纵横交叉阵列方式排列(图1)，一个方向的多根导线(图1中的1，2，3，4等)与另外方向导线(图1中的1′，2′，3′，4′等)垂直相交，且在各节点处、两导线之间设置某种材料以构建双稳态开关，材料可选单分子、纳米结构材料等，则每个节点即有可能构成一个存储单元，即十字形节点所处的开/关状态可存储数字信息1或0。若十字形存储结构电路中，含有x行y列的阵列，则该电路可存储x·y个单位的信息。

对此类存储器，一般希望通过第x行和第y列相连即可读取或擦写编号为(x，y)的节点信息。以读取(2，2′)节点为例(如图1所示)，将读取信号输入第2行的导线，信号经过节点(2，2′)后经由第2′列的导线输出(如白色箭头所示路径)，在第2′列导线输出口处可读取得节点(2，2′)的输出信息。但是实际的信号并不只经过白色路径，还会通过周围节点、而且同样在第2′列连线输出，如黑色箭头所示路径，信号由第2行连线输入后经(2，1′)节点向下传输至第1′列连线，之后由(1，1′)节点向上传输至第1行连线，最后通过(1，2′)节点传输到第2′连线并输出，故该路径的输出信号实际上携带了(2，1′)、(1，1′)和(1，2′)三个节点的信息，干扰了预期输出信号，甚至改变预期输出信号。譬如：假设(2，2′)节点存储信息为0(关)，而节点(2，1′)、(1，1′)和(1，2′)的为1(开)，则输出的信号将是1(开)，这是一种严重的串扰现象。同理，输入信号还可以经过附近其它节点以及更远的节点产生串扰。现将上述情形一般化，若需读取或擦写(x，y)节点，则输出信息将包含节点(x±1，y)、(x±1，y±1)...，十字形存储电路具有基本相同的结构，都存在结构所决定的信号串扰问题，此问题严重限制了存储器读取的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决十字形纳米尺度存储结构电路中串扰问题的方法。

本发明的技术方案如下：

一种十字形纳米尺度存储结构电路，其特征在于，包括纵横交叉阵列方式排列的两路导线，在每个纵横交叉节点处，所述导线之间设有一中间介质材料层，所述中间介质材料层串联一整流器件，此整流器件对节点处的由上往下信号呈导通特性，对节点处的由下往上的信号呈高阻特性。

一种解决十字形纳米尺度存储结构电路中串扰问题的方法，针对纵横交叉阵列方式排列的十字形存储结构电路，在每个纵横交叉节点处的中间介质材料层串联一整流器件，此整流器件对节点处的由上往下信号呈导通特性，对节点处的由下往上的信号呈高阻特性，如2图示。由此可以阻止串扰信号通过，并让预期信号通过。

在介质上层淀积有白色的整流器件。整流器件应该具有图3所示的I-V特性曲线，在正向电压下导通，反向一定范围内截止；能够被反向电流可逆击穿并呈导通阻性；具有稳定的反向击穿电压。

所述整流器件为PN结结构，位于中间介质材料层的上方或下方。

所述整流器件包括一与导线功函数不同的材料层，该材料层与所述导线共同构成一肖特基二极管，该材料层位于中间介质材料层的上方或下方。

本发明具体工作原理如下：

1.读取：由于整流器件的作用，信号将被有选择地输送。以读取节点(2，2′)为例，如图2所示，输入信号沿经第2行连线后可通过节点(2，2′)的十字形将此节点的信息传输至第2′列的输出连线。同时输入信号也可由旁路经过节点(2，1′)后传至第1′连线，但是由于白色表示的整流器件对由下往上信号的高阻性，信号无法继续传输至第1行连线，于是旁路信号被截断。同理信号沿其他旁路传输时由下往上的过程都被截断。所以对于读取操作，整流器件可以成功地解决串扰问题。