[發明專利]基于光電器件的靜態隨機存取存儲單元及其制備方法

在審

• 申請號: 201810318635.4
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108321158A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 陸顥瓚;高秦昌;戴瑞萍;王德波
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01L27/11
• 分類號: H01L27/11;H01L29/423;H01L21/70
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

1.基于光電器件的靜態隨機存取存儲單元，其特征在于：

所述基于光電器件的靜態隨機存取存儲單元的結構主要由襯底上集成的激光二極管、光敏二極管以及光隔離墻、光學通路、放電電阻、電源引線、光纖傳輸線組成；

其中，所述光敏二極管有4個分別為PD1~PD4，激光二極管有2個分別為LD1、LD2；PD1的N端與VDD相連，P端與LD1的P端相連；LD1的N端連接0.5VDD；LD2的N端連接0.5VDD，P端連接D4的P端，PD2的N端連接VDD；PD4的N端連接著VDD，P端通過Res連接到GND；PD3的N/P兩端分別連接著節點1和2；

所述LD3上方設置有Read的光纖及其連接孔，所述PD4上方設置有Write-1的光纖及其連接孔，所述PD3上方設置有Write-2的光纖及其連接孔。

2.根據權利要求1所屬的基于光電器件的靜態隨機存取存儲單元，其特征在于：在整個器件頂部由不透光的覆蓋層覆蓋，覆蓋層上保留數個光纖接入連接孔和導線互聯的通孔，所述覆蓋層的材料選自未摻雜的單晶硅、多晶硅、碳化硅。

3.根據權利要求1所述的基于光電器件的靜態隨機存取存儲單元，其特征在于：激光二極管LD1與光敏二極管PD1之間、有單晶硅制的光學隔離墻，光學隔離墻由覆蓋層提供；激光二極管LD2與光敏二極管PD2之間有單晶硅制的光學隔離墻，光學隔離墻由覆蓋層提供。

4.根據權利要求1所述的基于光電器件的靜態隨機存取存儲單元，其特征在于：激光二極管LD1與光敏二極管PD2之間、激光二極管LD2與光敏二極管PD1之間均設有二氧化硅制成的光學通路。

5.根據權利要求1所述的基于光電器件的靜態隨機存取存儲單元，其特征在于：金屬互聯線路材料選自鋁、銅、鎢、鈦。

6.根據權利要求1所述的基于光電器件的靜態隨機存取存儲單元，其特征在于：所述激光二極管用于產生激光，所述光敏二極管用于感應激光，兩者波長均涵蓋紅外到紫外，反應時間均涵蓋飛秒到納秒。

7.基于光電器件的靜態隨機存取存儲單元的制備方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

a) 提供一未摻雜的襯底；

b) 在所述襯底上刻蝕LD1與PD2之間以及LD2與PD1之間的光學通路部分，刻蝕完畢后通過CVD淀積二氧化硅，淀積完畢后進行表面平面化處理；

c) 在所述襯底上制備感光二極管器件PD1~PD4；

d) 在所述襯底上制備激光二極管器件LD1、LD2；

e) 在所述襯底上制備放電電阻Res；

f) 在所述襯底上淀積覆蓋層，并在覆蓋層上刻蝕金屬引線通孔以及光纖連接孔；

g) 在所述金屬引線通孔處設置歐姆接觸并淀積金屬，在所述光纖連接孔處填充氮化硅；

h) 在所述覆蓋層上方再次覆蓋一層未摻雜的單晶硅，通過刻蝕以及淀積形成金屬互聯，同時刻蝕該層單晶硅的光纖連接孔；

i) 去除光纖連接孔處的氮化硅，引入光纖與外圍電路相連，存儲單元制備完成。