[发明专利]纳机电非挥发随机存取存储器

摘要

本发明涉及一种纳机电非挥发随机存取存储器，其特征在于：它主要包括设置在芯片衬底上的海量纳米级存储单元和键合在衬底上方的玻璃；每个存储单元包括一通过转子轴支撑在存储单元中心的驻极体转子，该转子两端的衬底上设有一对电极；在衬底的驻极体转子两侧设置一对受控制部件MOSFET，其中两个源/漏极作为单元的驱动/检测电极，分别与转子两端的电极相接，另两个漏/源极作为存储单元的位线，与外控电路的读出/写入信号相接，栅极与外控电路的存储单元字线选择信号相接；转子一端顶面设置有一永磁薄膜层，与转子另一端顶面相对的键合玻璃上设置另一永磁薄膜层。本发明提供了以两个机械稳态分别表示“0”和“1”的全新概念的存储器单元，用本发明的存储器单元制作的存储器具有非挥发性、低功耗和高速的特点。

主权项

1、一种纳机电非挥发随机存取存储器，其特征在于：它主要包括设置在芯片衬底上的海量纳米级存储单元和键合在所述衬底上方的玻璃；每个所述存储单元包括一通过转子轴支撑在所述存储单元中心的驻极体转子，该转子两端的衬底上设有一对电极；在所述衬底的驻极体转子两侧设置一对受控制部件MOSFET，它们其中的两个源/漏极作为单元的驱动/检测电极，分别与所述转子两端的电极相接，其中另两个漏/源极作为存储单元的位线，与外控电路的读出/写入信号相接，而它们的栅极与外控电路的存储单元字线选择信号相接，进而实现外电路与转子间信号的交换；所述转子一端顶面设置有一永磁薄膜层，与所述转子另一端顶面相对的所述键合玻璃上设置另一永磁薄膜层；所述转子平行于所述衬底且保持静止时处于机械稳态，它有两个机械稳态，分别表示“0”、“1”；与所述转子两端对应，所述转子通过两层永磁薄膜层之间的作用与所述转子轴扭转力矩平衡，所述转子被永久极化成两端分别带正、负电荷的准电偶极子；当将位线BL和BL预充上一个参考电压VR，且在两个MOSFET的栅极加高电平后，MOSFET导通，驻极体转子的位置状态被检测出来，经灵敏放大器等外控电路处理，实现存储信息的读出；当在两个MOSFET的栅极加高电平，场效应管导通，当位线BL加高电平，BL加低电平，若存储单元中所存储信息与要写入的信息相同，则转子保持其最稳定状态不变，若所存储信息与要写入的信息相反，则转子将在所述电极的电场力矩与位于转子上方的永磁层及转子上的永磁层所产生的磁力矩的共同作用下发生翻转，达到新的机械稳定状态，从而完成信号的写入及更新。