Постоянное запоминающее устройство и способ записи информации

Постоянное запоминающее устройство и способ записи информации

Реферат

 

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к постоянным запоминающим устройствам. Целью изобретения - повышение информационной емкости и повышение надежности записи информации в постоянном запоминающем устройстве. Поставленная цель достигается за счет того, что поверхность кристаллической подложки, образующая накопитель запоминающего устройства, состоит из первой и второй групп связанных атомов упорядоченной структуры второй группы, расположенных на выше связанных атомов упорядоченной структуры второй группы, расположенных на выше связанных атомов упорядоченной структуры первой группы. 2 с.п. ф-лы, 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к запоминающим устройствам. Цель изобретения - повышение информационной емкости постоянного запоминающего устройства и надежности записи информации. На фиг. 1 изображена блок-схема постоянного запоминающего устройств; на фиг. 2 представлен вид сверху на поверхность кристаллической подложки; на фиг. 3 - разрез кристаллической подложки через ячейки памяти в состояниях логического "0" и логической "1"; на фиг.4 - вариант реализации средства считывания из постоянного запоминающего устройства. На фиг. 1-4 приняты следующие обозначения; кристаллическая подложка 1, накопитель 2 постоянного запоминающего устройства, метки 3 совмещения в подложке 1, туннельный зонд 4, адресный блок 5 с блоком 6 задания координат, формирователь 7, светоотражающая пластина 8, интерферометр Маха-Цандера 9, лазер 10. Накопитель 2 представляет собой поверхность кристаллической подложки 1, подготовленную следующим образом. После полировки поверхности с точностью до моноатомного слоя и финишной обработки подложку 1 нагревают до определенной температуры в вакууме или инертной среде, в ходе которой поверхностные атомы перестраиваются, часть атомов связывается, образуя упорядоченные структуры. Так, на поверхности кремния с ориентацией [001] после нагрева до 1330^оК в вакууме 10^-9 мм рт.ст. в течение 3 мин связываются два атома, образуя упорядоченную структуру 2 х 1. При подаче на зонд 4 напряжения между ним и подложкой возникают большие локальные электрические поля. Для расстояний 10 А и напряжения 10 В электрическое поле имеет напряженность 10⁸ В/см. В таких полях нарушаются связи между поверхностными атомами. Если в пространстве между зондом и поверхностью имеются атомы водорода или элементов седьмой группы периодической системы элементов, или газообразные соединения этих элементов, происходит реконструкция связей между поверхностными атомами из-за встраивания атомов указанных элементов и изменение рельефа между атомами первой и второй групп. Если перед подачей напряжения на зонд нагреть подложку до 200^оС, это приведет к существенному (в 5-10 раз) снижению напряжения на зонде. Такой же эффект может быть достигнут при радиационной обработке, например, при ультрафиолетовом облучении или лазерном воздействии. Считывание информации осуществляется при последовательном перемещении зонда 4 от одной ячейки памяти к другой с помощью адресного блока 5. При считывании на зонд подают напряжение менее 1 В, т.е. создают поля, при которых связанные атомы упорядоченной структуры не реконструируются, но изменяется туннельный ток между зондом и подложкой в зависимости от рельефа поверхности. При использовании в качестве накопителя постоянного запоминающего устройства диэлектрической подложки блок считывания может быть выполнен в виде светоотражающей пластины 8 с укрепленным на ней зондом. Изменение рельефа регистрируется интерферометром 9 при освещении пластины лазером 10. Постоянное запоминающее устройство может работать не только в вакууме, но и на воздухе в течение ограниченного времени. Чтобы увеличить время хранения в этом случае поверхность подложки необходимо защитить тонкой диэлектрической пленкой, например пленкой углерода толщиной 4-8 4-8 . Такая пленка существенно снижает вероятность самопроизвольного изменения поверхности за счет адсорбции или диффузии поверхностных атомов, сохраняя рельеф. Постоянное запоминающее устройство можно использовать при создании запоминающих устройств большой информационной емкости при плотности информации 10¹¹-10¹³ бит/см².

Формула изобретения

1. Постоянное запоминающее устройство, содержащее кристаллическую подложку, накопитель, состоящий из ячеек памяти первой и второй групп, формирователь, информационные входы - выходы которого являются информационными входами - выходами постоянного запоминающего устройства, адресный блок, адресные входы которого являются адресными входами постоянного запоминающего устройства, туннельный зонд, информационный вход которого соединен с информационным выходом - входом формирователя, отличающееся тем, что, с целью повышения его информационной емкости, ячейки памяти первой и второй групп состоят из упорядоченных структур поверхности материала кристаллической подложки, причем упорядоченные структуры ячеек памяти второй группы расположены на 0,1-10 выше упорядоченных структур ячеек памяти первой группы. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности хранения информации, кристаллическая подложка покрыта слоем диэлектрика, например пленкой углерода толщиной 0,4 - 1,0 нм. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности считывания, оно содержит светоотражающую пластинку, на одной стороне которой расположен туннельный зонд. 4. Устройство по пп. 1 - 3, отличающееся тем, что кристаллическая подложка выполнена из полупроводникового материала. 5. Способ записи информации в постоянное запоминающее устройство, включающий перемещение и установку туннельного зонда над ячейкой памяти, подачу напряжения на информационный вход туннельного зонда, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности записи информации, между кристаллической подложкой и туннельным зондом вводят элемент седьмой группы Периодической системы элементов или их газообразное соединение. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что перед установкой туннельного зонда над ячейкой памяти кристаллическую подложку нагревают до температуры, не превышающей температуру самопроизвольного распада связанных атомов упорядоченной структуры, или подвергают радиационной стимуляции, например ультрафиолетовому облучению.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 31.01.2004

Извещение опубликовано: 27.11.2004        БИ: 33/2004