[发明专利]基于光电器件的动态随机存取存储单元及其制备方法

说明书

本发明公开了基于光电器件的动态随机存取存储单元及其制备方法，该动态随机存取存储单元的结构主要由动态存储电路和外部光纤引线组成。其中，动态存储电路由光敏二极管、激光二极管、存储电容、放电电阻、电源组成；外部光纤引线由读/写两条光纤组成，写入光纤从光敏二极管引出，读出光纤从激光二极管引出。本发明通过二极管利用光电转换进行读写，并利用电容进行动态存储，相比于传统利用MOS管的动态随机存取存储单元，具有高集成度等优点，同时利用光纤作为信号连接线，具有激光读写的高速度、高抗干扰、抗噪声等优点。

技术领域

本发明属于微纳电子技术领域，具体涉及基于光电器件的动态随机存取存储单元及其制备方法。

背景技术

动态随机存取存储器（DRAM）是目前计算机领域最常见，也是运用数量最大的内存存储器。DRAM只能将数据保持很短的一段时间，利用电容存储数据，所以必须隔一段时间刷新一次。相比于静态随机存取存储器（SRAM），DRAM显著的优点是只是用一个晶体管和一个电容，因此集成度高于SRAM且成本更低，因此DRAM在计算机存储体系中所在的位置位于CPU缓存（SRAM）和永久存储器（硬盘，磁带，Flash等）之间。

不过随着存储器对速度的需求逐渐提高，传统的利用电路引线互联的存储器在高速的情况下由于电子速度的限制，很难在读写速度上获得更大的提升，同时在高速电路的环境下，电磁高频干扰也越来越严重，对DRAM的设计也越来越严格。目前人们研发的新型动态随机存取存储器也都是基于电学导线的存储器，比如动态随机存取存储器装置（申请号：201310224973.9），动态随机存取存储装置（申请号：201310356317.4），动态随机存取存储器（申请号：201510734345.4），都是基于MOS管与电容的存储原理，没有突破原有存储器单元的限制。

近几年，随着光纤技术的成熟以及光纤集成电路的应用，突破电子传输速度的极限成为可能，即存储器利用光读写，电存储，利用光纤进行读写有着高速度，高抗干扰的优点，而利用电学器件存储能带来高集成，低成本的优点。

发明内容

本发明针对现有技术存在的低读写速度、易受到干扰等问题，提出了一种基于光电器件的动态随机存取存储单元及其制备方法。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是，提出了基于光电器件的动态随机存取存储单元，其特征在于：

所述基于光电器件的动态随机存取存储单元的结构主要动态存储电路和外部光纤引线组成；

所述动态存储电路由光敏二极管、激光二极管、存储电容、放电电阻、电源组成；所述光敏二极管的N端连接着电源，P端一路连接着存储电容，另一路连接激光二极管的P端，即光敏二极管与激光二极管的P端相连，其公共端连接电容一端，电容的另一端接地，激光二极管的N端通过电阻接地；

所述外部光纤引线有读/写两条光纤，其中，写入光纤从光敏二极管引出，读出光纤从激光二极管引出，光敏二极管与激光二极管之间设置有光学隔离墙，隔离墙由覆盖层提供。

进一步地，所述存储电容用于保持数据，且必须每隔一段时间刷新一次；所述的存储电容可以采用平板电容、叉指电容、深槽电容、叠层电容中的任意一种。

进一步地，整个器件顶部由不透光的覆盖层覆盖，覆盖层上保留数个光纤接入连接孔和导线互联的通孔，所述覆盖层的材料选自未掺杂的单晶硅、多晶硅、碳化硅。

进一步地，金属互联线路材料选自铝、铜、钨、钛。

进一步地，所述激光二极管用于产生激光，其波长涵盖红外到紫外，反应时间涵盖飞秒到纳秒。

进一步地，所述光敏二极管用于感应激光，感应波长涵盖红外到紫外，反应时间涵盖飞秒到纳秒。

基于光电器件的静态随机存取存储单元的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：