[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

本發明公開了基于光電器件的靜態隨機存取存儲單元及其制備方法，該靜態隨機存取存儲單元的結構主要由發光二極管、光敏二極管、電源、光纖傳輸線組成；其中，PD1~PD4為光敏二極管，LD1、LD2為激光二極管。利用讀/寫1/寫2三條IO光纖進行數據的讀寫，并控制存儲單元的狀態。本發明利用二極管進行存儲功能，相比于傳統的靜態隨機存取存儲，其二極管工藝也具備高集成度的優點，利用光纖作為信號連接線，具有激光讀寫的高速度、高抗干擾、抗噪聲等優點，同時可以兼容新興的光處理器。

技術領域

本發明屬于微納電子技術領域。本發明具體涉及基于光電器件的靜態隨機存取存儲單元及其制備方法。

背景技術

靜態隨機存取存儲器（SRAM）不需要定期對存儲的數據進行刷新，只要不斷電，數據就能穩定存儲。靜態隨機存取存儲器最主要的作用是緩存，對于高端的電子產品，SRAM必不可少。靜態隨機存取存儲單元的基本存儲電路為觸發器，每個觸發器存放一位二進制信息，由若干個觸發器組成一個存儲單元，再由若干存儲單元組成存儲單元矩陣，加上地址譯碼器和讀／寫控制電路就組成靜態隨機存取存儲器，然而，其集成度較低，成本較高。目前新提出的SRAM結構也都是基于電學器件的存儲單元，比如靜態隨機存取存儲器（申請號：201510900831.9），靜態隨機存取存儲器（申請號：201610738830.3），靜態隨機存取存儲器SRAM裝置（申請號：201710674795.8），都是利用電學器件及其優化電路實現更好性能的設計。

發明內容

本發明針對現有技術存在的述低集成度、高成本等問題，提出了基于光電器件的靜態隨機存取存儲單元及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是，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。

進一步地，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。

進一步地，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。

進一步地，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。

進一步地，金屬互聯線路材料選自鋁、銅、鎢、鈦。

進一步地，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。

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；