第14章 半导体器件、记录和存储

《第14章 半导体器件、记录和存储》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1第十四章半导体器件、记录和存储用薄膜技术与薄膜材料2存储器件是指能容纳一定事务的容器。本章主要介绍计算机系统中的物理介质存储设备，即计算机系统中的记忆设备，主要用来存放程序和数据。存储器简介按存储介质不同，存储器可分为：半导体存储器(用半导体器件组成的存储器)，如MOS等。现代的固态硬盘多属于半导体存储类型；磁存储器(用磁性材料做成的存储器)，信息的记录与读出是依据磁致电阻效应(其磁头的核心是一金属材料，电阻随磁场变化而变化)。如磁盘存储器、磁带存储器等；激光存储器：利用材料的某种性质对光敏感来实现信息的记录

2、和读取。一般以光盘的形式进行激光存储。3电子计算机采用二进位数据存储，内存储大多用半导体动态存储器；外存储主要有磁带、软磁盘、硬磁盘、只读光盘和磁光盘等。存储器简介4半导体器件中集成电路用薄膜IC中的布线膜、绝缘膜、电容器介电层膜等5铁电体：a)具有自发极化强度(Ps)；b)自发极化的强度和方向能在外加电场下反转(Switchable)。在存储器单元中引入FeRAM薄膜，利用其极化反转特性，可实现信息的永久性存储。擦写次数又可达到1010～1012次；存取速度非常快(微秒以下)。FeRAM薄膜材料：BaTiO3

3、、IrO2、KH2PO4等，制备方法有溅射镀膜、MOCVD、旋涂(Spin-coating)等。半导体器件中集成电路用薄膜铁电体薄膜6磁记录和光存储薄膜磁、光外存7磁记录和光存储薄膜磁存储材料磁记录的原理是通过改变磁粒子的极性来在磁性介质上记录数据。在读取数据时，磁头将存储介质上的磁粒子极性转换成相应的电脉冲信号，并转换成计算机可以识别的数据形式，即在磁存储中信息的记录与读出原理是磁致电阻效应。高密度磁记录需要减小磁头与磁盘表面的间距，因而磁盘表面的膜层必须平整。通常先在研磨好的磁盘表面溅射沉积Cr合金衬底膜(

4、如Cr-V、Cr-Ti等)，再在衬底膜上溅射沉积矫顽力较大的磁性薄膜，如CoCrTa、CoCrPt等，用于信息存储。8磁记录和光存储薄膜法国科学家阿尔贝·费尔（左）和德国科学家彼得·格林贝格尔因发现“巨磁电阻”效应共同获得2007年诺贝尔物理学奖。磁头是磁存储器件的核心元件。磁存储就是利用磁头的磁致电阻效应对信息进行加工，包括记录、重放(读取信息)、消磁(抹去信息)三种主要功能。9光存储材料特点：①存储密度高；②载噪比高；③非接触式读/写信息，不会让光学头或盘面损伤、并能自由地更换光盘，使光盘驱动器便于和计算机

5、联机使用；④存储寿命长；⑤单位信息位价格低。光盘表面为了信息的记录和读取，通常需要沉积对激光敏感的薄膜，如铝反射膜、光致变色膜（各种色素膜）、光致相变膜（如TaOx）等。磁记录和光存储薄膜10磁记录和光存储薄膜光盘分为四类只读光盘（ROM）：用来播放已经记录在介质中的信息，不能写入信息，目前市售的音像盘和软件盘都属于这一类。一次写入光盘：可以写、读信息，但不能擦除。它可用来随录随放，也可用于文档存储和检索以及图象存储与处理。可擦重写光盘：具有写入、读出和擦除三种功能。写入信息需要两次动作，即先将原有信息擦除，再

6、写入新信息。直接重写光盘：可以在写入新信息的同时，旧信息自动擦除，不需要两次动作。11习题了解半导体集成电路元件间常用薄膜材料及功能。磁存储和光存储的原理是什么？通常哪些薄膜可用于磁、光存储？