[发明专利]非易失性存储器单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种非易失性存储器，特别涉及一种机电非易失性存储器。

背景技术

非易失性存储器为计算机存储元件，其可在不通电时仍能保持存储数据。举例来说，现今广泛使用的非易失性存储器包括只读存储器、快闪存储器、光盘和磁盘装置。

快闪存储器广泛使用于存储卡和通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)装置中，以存储数据，且于计算机和例如相机或手机的其他数字装置之间传输数据。可使用浮置栅极晶体管做为快闪存储器，上述浮置栅极通常包括相容耦合至一些第二栅极的金属氧化物半导体晶体管(MOS transistor)。

因为上述浮置栅极与第二栅极电性隔绝，浮置栅极捕捉的任何电荷不需电力而可保存一段长时间。经由对源极、漏极和第二栅极施加电压，可改变存储在浮置栅极的电荷。可用一些不同的材料制造浮置栅极中的电荷捕捉区域。举例来说，多晶硅、氮化硅或纳米结晶电荷捕捉结构。

此技术的缺点为缺乏高温数据保存能力(data retention)。在最近的装置中，于高温时，存储于多晶硅浮置栅极、纳米结晶或氮化硅捕捉层的电子会热逃出且易于从存储媒介逃出。结果，会严重地影响数据保存能力，所以不能可靠地操作这些装置。

另一种形成非易失性存储器的方式使用微机电(MEMS)工艺。

美国专利US 2007/0086237公开一种使用形状记忆合金的非易失性存储器，当加热上述形状记忆合金超过某一温度时，上述形状记忆合金会回复至一既定形状，上述温度视为马氏体相变温度(Martensite transformation temperature)。上述形状记忆合金用以做为一场效应晶体管的一晶体管、一栅极或一机械开关。可利用施加静电场或加热的方式，将上述形状记忆合金置于不同位置，且依据位置决定存储器存储逻辑1或逻辑0。

美国专利US 2008/0144364公开一种机电存储器装置，其具有设于两字线之间且由形状记忆合金形成的悬臂电极。施加一静电力而使上述悬臂电极充分变形以与字线接触。一旦上述悬臂电极接触字线，可利用悬臂电极和字线间的凡得瓦力(Van der Waal’s force)的吸引力使悬臂电极和字线持续接触。利用对悬臂电极通电，以形状记忆合金加热超过马氏体相变温度，且回复至其原来的形状，而切断悬臂电极和字线之间的连接。

WIPO专利WO 94/27308公开一种双稳态(bistable)存储器装置，其具有一基部接触(base contact)和一架桥接触(bridge contact)。利用于一方向施加一静电场使上述架桥接触变形以与基部接触接触，且利用于相反方向施加一静电场使上述架桥接触转向远离基部接触。

因此，在此技术领域中，有需要一种非易失性存储器，其具有改善的可靠度，以克服公知技术的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种非易失性存储器单元，上述非易失性存储器单元包括一开关元件，于一设定位置和一重新设定位置之间移动；一磁铁，用以施加一磁场以移动上述开关元件至上述设定位置；多个加热元件，使上述开关元件回到上述重新设定位置。

因为上述开关元件和上述磁铁之间的磁吸引力，所以上述磁铁可用以移动上述开关元件至上述设定位置。可利用加热上述开关元件超过居里温度以去除上述开关元件和上述磁铁之间的磁吸引力。当磁场去除时，上述开关元件可以回到上述重新设定位置。由于一特定材料为居里温度固定，所以可选择上述开关元件的材料以使上述非易失性存储器单元大体上对操作环境中的温度变化不敏感。

在一些实施例中，本发明实施例提供用以上述开关元件保持在设定位置中的一接触。上述接触和上述开关元件之间的凡得瓦吸引力(Van der Waal’sforce)可使上述开关元件保持在设定位置中。

在另一些实施例中，上述接触可为一磁铁。在上述实施例中，利用上述接触和上述开关元件之间的磁吸引力，可使上述开关元件保持在设定位置中。可利用加热上述磁性接触超过居里温度以去除上述开关元件和上述磁性接触之间的磁吸引力。当磁场去除时，上述开关元件可以回到上述重新设定位置。

上述开关元件可包括一铁磁性机械弯曲物。在上述实施例中，上述铁磁性机械弯曲物的中间部分会被吸引朝向在设定位置的上述磁铁。在另一些实施例中，利用在设定位置的上述磁铁，可使上述开关元件保持在设定位置中。