[发明专利]电容矩阵布置及其激励方法

说明书

本发明涉及一种电容矩阵布置，其包括有源介质，其布置在字线和位线之间的层中，其交叉点具有可通过字线和位线的激励选择的具有介入有源介质的电容单元，还涉及一种激励方法，其中本发明基于将矩阵中的电容元件的有源激励与无源激励的优点结合的目标。这是通过字线具有可变的德拜长度来实现的，即它们由具有可变移动电荷载流子浓度的材料组成，并且布置在有源介质和非有源电介质之间。通过控制电场的作用来进行激励。

技术领域

本发明涉及一种电容矩阵布置，包括有源介质，该有源介质嵌入在第一组和第二组相应的并行寻址电极之间的层中。有源介质能够由电场驱动。它本身也可能具有电极化。第一组的寻址电极形成字线，第二组的寻址电极形成矩阵装置的位线。字线和位线在交叉点处相交，优选地是正交的。具有介入有源介质的电容单元布置在交叉点处，可通过字线和位线的激励来选择。

本发明还涉及一种激励电容电容器装置的方法，其中位于字线和位线之间的交叉点处的电容器装置通过选择的字线和选择的位线的电位选择来选择，并且选择的字线和选择的位线对应于交叉点。

背景技术

在微电子学的许多领域中，矩阵由存储、传感器、激励器或图像元件组成。必须使用地址激励各个元件，而不会干扰相邻的单元。对于存储组件，这种矩阵布置在实现高存储密度和快速存取速度以及获得当今典型闪存存储器的替代方面起着重要作用。

人们通常区分无源矩阵和有源矩阵(e.g.,Willem den Boer:“Active MatrixLiquid Crystal Displays.Fundamentals and Applications”1st Edition,Elsevier,2005and Temkar N.Ruckmongathan:“Addressing Techniques of Liquid CrystalDisplays”,Wiley,2014)。

无源矩阵由相互垂直的金属线组成，它们对着行(位线(3))和列(字线(2))。在交叉点处，限定了单元(4)，其中有源介质(1)可以由电流(11)或电场激励。这种布置的好处是它易于生产，并且可以为存储芯片实现非常高的密度(4F²，F是最小特征尺寸)。到目前为止阻碍无源矩阵应用的主要缺点是相邻单元经历寄生干扰。仅在有机铁电存储器中可以使用该原理，但是这在材料磨损和存储时间方面具有缺点(EP 1 316 090 B1；EP 1 798 732A1；US 2006/0046344 A1；US 2002/0017667 A1；US 2003/0137865 A1)。

有源矩阵使用有源电子元件来激励各个元件。这可以是二极管或晶体管。二极管具有紧凑设计的优势，存储芯片的高密度与无源激励(4F²)中完全相同。然而，电阻元件中的二极管通常具有ON/OFF比率太低并且在液晶显示器中实现了差的对比度的问题。此外，二极管本身充当电容，并且如果激励的元件本身是电容，如在液晶显示器(US 2011/0090443 A1)/电子纸(US 2008/0043317 A1)/微镜阵列(US 5583688)或铁电存储器(EP 1316 090 B1)的情况下，难以激励(分压器)。二极管通常可用于电阻存储元件(US 2006/0002168 A1；WO 2003/85675 A2)。

晶体管激励(US 2003/0053351 A1；US 6438019)使得ON/OFF比率能够显著更高并且此外可以切换电容。此外，对比度易于控制监视器屏幕。缺点是制造步骤更多，并且通常对存储设备的空间要求相当高。