薄膜存儲器

介紹

薄膜存儲是在積體電路工藝上發展起來的新存儲技術。其原理是通過改變矽基底上的薄膜的物理性質，實現數字信息的存儲。

薄膜存儲器目前有鐵電薄膜存儲器和有機薄膜存儲器等。

下面以IBM公司的Millipede有機薄膜存儲器作為例子對薄膜存儲器的原理簡要介紹。

Millipede技術是IBM提出的在聚合物表面讀寫數據的微機械存儲器，因為存儲器面積很小，讀寫頭需要移動的距離較傳統硬碟小得多，因此功耗很低。隨著技術的發展，IBM將採用更大面積的讀寫頭，並改進讀寫過程，實現大容量高速存儲。

Millipede的結構

如上圖所示，中間黃色為聚合物薄膜存儲介質，它被沉積在矽基底上（藍色部分）。圖中聚合物薄膜上方接觸的綠色部分為矽讀寫頭陣列，在讀寫時可以沿X和Y方向移動。圖中長條形的紅色方塊表示復用器，用於讀寫頭陣列的定址。

Millipede的讀寫過程

薄膜上的凹坑表示‘1’，平坦表示‘0’。讀入數據的過程就是測溫的過程：讀寫頭的懸臂在凹坑處由於與坑壁接觸，與在沒有凹坑處相比散熱更快，即低溫表示‘1’，高溫表示‘0’。

改寫分為將‘0’改為‘1’和將‘1’改為‘0’。在平坦的薄膜上寫入‘1’時，讀寫頭通過XY方向的“掃描器”移動到指定存儲區域，加熱讀寫頭電阻至400℃並接觸薄膜，在幾納米厚的薄膜上灼燒出凹坑。

將‘1’改寫為‘0’時，讀寫頭加熱後在原來坑的周圍運動，使得薄膜熔化填平凹坑。