موفقیت محصولات PC، شبکه‌سازی و ارتباطات در بازار بستگی زیادی به قانون مور دارد؛ که بیان می‌کند، چگالی ICها در هر ۱۸ ماه دو برابر می‌شود. کارشناسان پیش بینی می‌کنند که مقیاس CMOS بر طبق قانون مور برای حداقل یک دهه دیگر ادامه پیدا خواهد کرد. اما اگر مشکلات بالقوه‌ای که وجود دارد به وسیله طراحی‌ها یا فناوری دستگاه‌های جدید حل نشود، می‌تواند موفقیت بازار را با مشکل مواجه کند. یکی از این مشکلات و تنگناها، یکپارچه‌سازی دقت آنالوگ و پهنای باند مدار RF در CMOS دیجیتال استاندارد است. اعمال قانون مور به تراشه‌های با سیگنال‌های ترکیب شده (آنالوگ و دیجیتال)، یک چالش اساسی و مهم محسوب می‌شود. چگالی بالاتر ترانزیستور و قیمت پایین سیلیکون، اجازه ساخت مدارهای دیجیتالی پیچیده را می‌دهد؛ اما محصولات ارتباطات بی‌سیم و با سیم، نیاز به یکپارچه‌سازی RF، آنالوگ و حافظه در منطق دیجیتالی دارند. پیشرفت‌های صورت گرفته در فرآیند CMOS زیرمیکرون (Submicron) به طور عمده‌ای برای منطق دیجیتالی و حافظه مفید بوده‌است اما منجر به کم شدن کارایی آنالوگ و RF شده‌است. تطابق ترانزیستورها، نویز، مقاومت ها، خازن‌ها و اندوکتورها، عامل مناسبی برای چگالی مدارهای آنالوگ هستند، البته این پارامترها لزوماً به معنی بهتر بودن نسبت به‌اندازه ترانزیستورها نیست. در این اختراع سعی شده‌است تا با استفاده از فناوری‌نانو، کارایی دستگاه‌های الکترونیکی افزایش پیدا کرده، تراکم و سرعت دستگاه‌های الکترونیکی نیز بیشتر گردد.
معرفی پتنت:آرایه حافظه نانوالکتریکی
عنوان انگلیسی: NANO-electronic memory array
شماره پتنت: ۷۳۳۰۳۶۹
نام پدیدآورندگان: Tran Bao
تاریخ ثبت: Feb. 23, 2005
مقدمه
موفقیت محصولات PC، شبکه‌سازی و ارتباطات در بازار بستگی زیادی به قانون مور دارد؛
که بیان می‌کند، چگالی ICها در هر ۱۸ ماه دو برابر می‌شود. کارشناسان پیش بینی می‌کنند
که مقیاس CMOS بر طبق قانون مور برای حداقل یک دهه دیگر ادامه پیدا خواهد کرد. اما
اگر مشکلات بالقوه‌ای که وجود دارد به وسیله طراحی‌ها یا فناوری دستگاه‌های جدید حل
نشود، می‌تواند موفقیت بازار را با مشکل مواجه کند. یکی از این مشکلات و تنگناها،
یکپارچه‌سازی دقت آنالوگ و پهنای باند مدار RF در CMOS دیجیتال استاندارد است.
اعمال قانون مور به تراشه‌های با سیگنال‌های ترکیب شده (آنالوگ و دیجیتال)، یک چالش
اساسی و مهم محسوب می‌شود. چگالی بالاتر ترانزیستور و قیمت پایین سیلیکون، اجازه
ساخت مدارهای دیجیتالی پیچیده را می‌دهد؛ اما محصولات ارتباطات بی‌سیم و با سیم،
نیاز به یکپارچه‌سازی RF، آنالوگ و حافظه در منطق دیجیتالی دارند. پیشرفت‌های صورت
گرفته در فرآیند CMOS زیرمیکرون (Submicron) به طور عمده‌ای برای منطق دیجیتالی و
حافظه مفید بوده‌است اما منجر به کم شدن کارایی آنالوگ و RF شده‌است. تطابق
ترانزیستورها، نویز، مقاومت ها، خازن‌ها و اندوکتورها، عامل مناسبی برای چگالی
مدارهای آنالوگ هستند، البته این پارامترها لزوماً به معنی بهتر بودن نسبت به‌اندازه
ترانزیستورها نیست. در این اختراع سعی شده‌است تا با استفاده از فناوری‌نانو،
کارایی دستگاه‌های الکترونیکی افزایش پیدا کرده، تراکم و سرعت دستگاه‌های
الکترونیکی نیز بیشتر گردد.
خلاصه‌ای از اختراع
سیستم‌ها و روش‌های مورد استفاده در این اختراع برای ساخت زیرلایه یک نیمه‌هادی
شامل موارد زیر است: ساخت اولین لایه روی یک زیرلایه با استفاده از تکنیک‌های ساخت
نیمه‌هادی در مقیاس مایکرو، ساخت دومین لایه روی لایه اولی که شامل یک یا چند ناحیه
نانواتصال است، خودآرایی یک یا چند نانوعنصر و اتصال نانوعنصرها به ناحیه‌های نانو
اتصال.
علاوه‌براین دستگاه ساخته شده، یک دستگاه حافظه نیز وجود دارد که شامل موارد زیر می‌باشد:
یک آرایه‌ای از سلول‌های حافظه که در ردیف‌ها و ستون‌هایی قرار گرفته و روی یک زیر
لایه ساخته شده‌اند. هر سلول حافظه شامل یک الکترود پیام ساز اولیه و یک الکترود
پیام ساز ثانویه و یک نانولایه مغناطیسی است که در بین دو الکترود پیام ساز اولیه و
ثانویه قرار گرفته‌است. یک تعدادی از خطوط واژه (word lines) به الکترودهای پیام
ساز اولیه در سلول‌های حافظه قرار گرفته در سطر متصل شده‌اند و یک تعدادی از خطوط
بیت‌ها (bit lines) به الکترودهای پیام ساز ثانویه در سلول‌های حافظه قرار گرفته
در ستون‌ها متصل شده‌اند.
بررسی جنبه‌‌‌های ابتکاری و مزایای اختراع
روش‌ها و دستگاه‌های ساخته شده در این روش، شامل دستگاه‌های الکترونیکی هیبریدی
(ترکیبی) و با قابلیت پیکربندی مجدد (Reconfigurable) است که از آنها می‌توان
در کاربردهای زیر نیز استفاده کرد: دستگاه ذخیره داده، دستگاه ذخیره داده نوری،
دستگاه حسگر فوتونی، دستگاه اراتباطات بی‌سیم، ساخت بسته‌ای برای مدارهای مجتمع
(IC) .
همچنین سیستم‌های ساخته شده در این اختراع، فشرده، از نظر توان مصرفی بهینه و
متراکم هستند و الکترونیک مولکولی استفاده شده در این سیستم ها، باعث توسعه
کوچک‌سازی سیستم‌ها شده و برطبق قانون مور، باعث افزایش تراکم و سرعت مدارهای
مجتمع (IC) می‌شود. علاوه‌بر این، در این اختراع یک ساختار جامع و قابل برنامه‌ریزی
با استفاده از عناصر نیمه‌هادی متداول و عناصر نانو فراهم آمده‌است که دستگاه‌ها
را از مقیاس نانو به مقیاس مایکرو درست می‌کند. در این اختراع برای درست کردن
یک معماری نانونیمه هادی می‌توان از دسته وسیعی از نانوعناصر نظیر نانوذرات،
نانولوله‌ها، نانوسیم ها، نانوپل‌ها و غیره‌استفاده کرد که برای بهینه نمودن
سیستم‌ها و کوچک‌سازی آن بسیار مفید و موثر است.
