优化二维弯曲记忆存储器件中伺服控制器功率的方法技术

一种优化二维弯曲（微电子记忆存储）ＭＥＭＳ设备的操作中所需伺服控制器功率的方法。还提供一种用于通过利用本发明专利技术的方法来优化二维弯曲ＭＥＭＳ存储器件中伺服控制器功率的布置。

Method for optimizing power of servo controller in two-dimensional bending memory device

A method for optimizing the power of servo controllers required in the operation of two-dimensional bending (Microelectronic memory storage) MEMS devices. An arrangement for optimizing the power of a servo controller in a two-dimensional curved MEMS memory device is also provided by using the method of the invention.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种优化二维弯曲(微电子记忆存储)MEMS设备 的操作中所需伺服控制器功率的方法。另外，本专利技术涉及一种用于通过利用本专利技术的方法来优化二维弯曲MEMS存储器件中伺服控制 器功率的布置。
技术介绍
在实质上低成本、高密度记忆存储器件的制造和商业以及技术 应用中广泛地利用了运用微电子记忆存储器件(MEMS)的技术。 实际上，根据该技术的一个例子，目前处于进一步高级开发阶段的 该技术包括拥有以下可能的对基于弯曲的MEMS设备(F-MEMS) 的利用，该可能实现了面积密度为1兆兆位/平方英寸的信息记忆存 储。实际上，通过加热小型悬臂探针、然后在厚度为50nm的聚甲基 丙烯酸曱酯(PMMA)层上产生40nm印痕或者凹坑行在MEMS设 备中存储信息。另外，同一悬臂探针可以容易地用于通过一种感测聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)衬底或者层被布置为装配于由多个弯 曲件或者弯曲支撑件支撑的扫描仪平台上。基本上，两个致动器用 来关于PMMA层的表面移动包括读/写传感器的扫描仪以便取回其 上的信息或者用于分别沿着X方向和Y方向将信息写入恰当位置。根据本专利技术，可以用各种方法来将为了向用于实际上在X方向 和Y方向上拥有两个自由度(2。)的基于弯曲的MEMS存储器件 (F-MEMS )的伺服控制供以动力而需要提供的能量或者功率减少到 最少。一^L而言，在正常方式下，普遍地按4亍和列来组织数据，然 后通过沿着适当的X扫描方向和Y扫描方向A人初始的闲置归属移位位置起移动包括读写传感器来访问比如在PMMA层上形成的印痕或 者凹坑这样的数据。因此，在读写传感器位于静态或者闲置归属位 置之时，在其上支撑有扫描仪平台的弯曲支撑件或者弯曲件处于静 止，也没有能量或者功率消耗以便将传感器维持于该特定归属位置。 然而，为了分别在X和/或Y扫描方向上偏转弯曲件而将读写传感器 移动到PMMA层的表面上离开归属位置的其它位置，必须向弯曲支要求与弯曲支撑件或者弯曲件偏转的距离的平方成比例。虽然可以 利用各种设计以便使激活偏转支撑件移位的伺服器所需要的功率量 最少，但是这在其利用上要求不同概念。例如，可以在PMMA层上 按各种分区组织数据，由此以更频繁方式被利用的数据在位置上更 接近读写传感器的归属位置。这实现了更快地和以低得多的能量水 平或者功率要求为代价访问这样的频繁利用的数据。例如，为了实 现通过读写传感器来查找PMMA层上数据的随机扫描移动，起初实 施所需更长的移动并且将沿着其它更短访问长度的移动延迟适当时 间量，由此在基本上相同的时间瞬间完成查找数据的两个扫描移动。 这实质上将例如通过两微米移动的同步时序来明显减少所耗能量， 并且可以针对传感器甚至更长的移动而节省明显更大数量的能量或者功率。
技术实现思路
因而，本专利技术涉及一种用于优化二维弯曲MEMS存储器件中伺 服器控制功率消耗的布置，该布置包括固定基部部件；可移动扫 描仪平台，具有位于所述扫描仪平台的上表面上的记忆存储介质； 用于所述扫描仪平台的弯曲支撑件，定位于所述固定基部部件上， 有助于所述可移动扫描仪平台相对于所述固定基部部件在x方向和 y方向上的移位；致动器，连接到所述可移动扫描仪平台并且用于响 应于伺服控制器的操作向所述可移动扫描仪平台赋予所述x方向移 位和y方向移位，包括用于确定所述扫描平台的移位程度的x位置传感器和y位置传感器；以及扫描结构，在使所述伺服控制器所需描仪平台的表面沿着x坐标和y坐标可移动到目标轨迹的附近。本专利技术还涉及一种上述类型的方法，其中读/写传感器关于X-Y 扫描仪平台的表面可移动，该方法将弯曲支撑件用于扫描仪平台以 便能够以伺服器控制功率的最小消耗在所期望的X-Y方向上移动传感器。另外，本专利技术涉及一种优化二维弯曲MEMS存储器件的操作中 伺服器受控功率的方法，该方法包括提供固定基部部件；提供可 移动扫描仪平台，该可移动扫描仪平台具有位于所述扫描仪平台的 上表面上的记忆存储介质；将用于所述扫描仪平台的弯曲支撑件定述固定基部部件在x方向和y方向上的移位；将致动器连接到所述 可移动扫描仪平台、响应于伺服控制器的操作向所述可移动扫描仪 平台赋予所述x方向移位和y方向移位，包括提供用于确定所述扫 描平台的移位程度的x位置传感器和y位置传感器；以及在使所述 伺服控制器所需功率输出最少的时间段内关于包含有所述微电子记 忆存储介质的所述扫描仪平台的表面沿着x坐标和y坐标将扫描结 构移动到目标轨迹的附近。附图说明现在对结合附图给出的对本专利技术优选实施例的以下具体描述进 行参照，在附图中图1大体地图解说明了配备有用于读/写传感器的X-Y扫描仪的 基于弯曲的MEMS存储器件的部件；图2图示了图1中带圓圈部分A的放大扫描仪探针细节；图3和图4分别图示了根据本专利技术的X-Y扫描仪平台上的测试 配置中利用的光学位置传感器在图解表示图中的侧视图和顶视图5大体地图解说明了图4的带圆圏部分B中细节的放大视图6图解地说明了用于本专利技术的X-Y扫描仪的数据查找和扫描 轨道；图7图示了用于实施根据本专利技术的扫描仪的X-Y运动的伺服控 制系统的示意图8图解地说明了根据本专利技术的分区数据存储能力；图9a和图9b分别图示了在与读/写传感器的归属位置邻近的主 区域中数据存储的节能图表；图10a、图10b和图10c分别图示了用于传感器移位以及数据取 回和/或写入的X和Y扫描仪的时间比距离的绘图函数；以及图lla和图lib分别图示了 F-MEMS装置所实施的同步扫描查 找的节能图形表示图。具体实施例方式现在具体参照本专利技术并且具体参照附图的图1和图2，在该处大 体地图解说明了用于通过感测在由厚的聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA) 层18构成的衬底的上表面16上形成的印痕或者凹坑14的存在或者 缺失而针对MEMS存储器件12读回信息的悬臂探针布置10 。 PMM A 衬底层18以平躺模式装配于由多个弯曲部件或者弯曲件22支撑的 扫描仪平台20上。在这一实例中，弯曲部件22图示为由布置于固 定基部24上的简易弹簧单元构成并且各具有附接到平台20的一端 26和附接到固定基部24的相对端28,由此扫描仪平台能够在固定 基部24的X方向和Y方向上移位。测量扫描4义平台的移位的X位 置传感器30和Y位置传感器32连接到扫描仪平台20,其中借助X 致动器34和Y致动器36来使扫描仪平台20移位。扫描传感器40接触由PMMA层18组成的衬底的上表面18,该 扫描传感器利用读写电子器件并且适于分别感测已经在PMMA层 20的表面18中形成的表示数据的印痕或者凹坑14的存在或者缺失， 为求简洁而在图1中未图示出这样的印痕或者凹坑。用于MEMS设 备的数据存储介质布置于沿着PMMA层20的上表面18延伸的X-Y扫描平面中。如表示了图1中放大带圆圏部分A的附图2中所示，图示了来 自扫描传感器40的探针42示出了电阻加热器44和在聚合物层20 (即位于扫描仪平台20上的PMMA层)的上表面18中形成的提供 数据的印痕或者凹坑14。探针42适于接触或者感测印痕14,而在 这一实例中示出了其沿着层20的X方向的移动。如附图的图3和图4中所示，扫描仪50、 52相对于相应读写 (R7W)探针或者传感器54、 56的位置为沿着扫描仪平台20的边 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于优化二维弯曲微电子记忆存储器件的操作中伺服器受控功率的布置，包括：　固定基部部件；　可移动扫描仪平台，具有位于所述扫描仪平台的上表面上的记忆存储介质；　用于所述扫描仪平台的弯曲支撑件，定位于所述固定基部部件上，有助于所述可移动扫描仪平台相对于所述固定基部部件在ｘ方向和ｙ方向上的移位；　致动器，连接到所述可移动扫描仪平台并且用于响应于伺服控制器的操作向所述可移动扫描仪平台赋予所述ｘ方向移位和ｙ方向移位，包括用于确定所述扫描平台的移位程度的ｘ位置传感器和ｙ位置传感器；以及　扫描结构，在使所述伺服控制器所需功率输出最少的时间段内关于包含所述微电子记忆存储介质的所述扫描仪平台的表面沿着ｘ坐标和ｙ坐标可移动到目标轨迹的附近。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：HP丹格，SM斯里雅扬萨，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]