專(zhuān)利名稱：可擦式存取存貯器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，是一種高密度電子存貯器。
目前，國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)使用的存取存貯器(RAM)有半導(dǎo)體存貯器和光盤(pán)存貯器。半導(dǎo)體存貯器存取速度較快，但提高存貯密度的工藝較為復(fù)雜。光盤(pán)存貯器可以有很高的存貯密度，但它的尋址通常用機(jī)械方法，存取速度遠(yuǎn)落后于半導(dǎo)體存貯器，而且配上復(fù)雜的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，設(shè)備價(jià)格比較昂貴。
本發(fā)明的目的在于提出一種既有高的存貯密度，又有快的存取速度的電子可擦除存取存貯器。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，金屬M(fèi)和有機(jī)物TCNQ(7，7，8，8四氰基對(duì)醌基二甲烷)的絡(luò)合物(以下簡(jiǎn)寫(xiě)為M-TCNQ)具有一種特殊的性質(zhì)，即在光輻射hν或電埸E的作用下，可發(fā)生下列過(guò)程
此處M(TCNQ)表示常用的摩爾比為1∶1的M-TCNQ，其中M可以為L(zhǎng)i、Na、K、Ag或Cu。在這反映中M為施主，TCNQ為受主。在激發(fā)能量較低的情況下，材料可從高阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥杩?而在激發(fā)能量超過(guò)某一閾值后，材料將從深色轉(zhuǎn)變?yōu)闇\色，因而可得到高反差的光學(xué)斑點(diǎn)。特別重要的是，在加入適當(dāng)?shù)哪芰喀?可以為電埸、光輻射或熱能)之后，這個(gè)反應(yīng)是可逆的。
早在1979年已有人(P.S.Potember et.al.Appl.Phys.Lett.34(1979)405)發(fā)現(xiàn)了這材料的非線性伏安特性。但他們用的材料Cu(TCNQ)薄膜需要的厚度約為5微米，因此不能借用通常的微電子工藝來(lái)進(jìn)行刻蝕;此外膜厚較大時(shí)，電埸強(qiáng)度低，因此作用時(shí)間長(zhǎng)(特別是擦除時(shí)間)。最近我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)降低絡(luò)合物中M的分子比而成為M1-β(TCNG)時(shí)，這種新的材料(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?1107368.x)，可在薄膜厚度降低為100-200納米時(shí)(只有國(guó)外報(bào)導(dǎo)膜厚的2-3%)仍然具有非線性的伏安特性，如

圖1所示。
本發(fā)明桉M1-β(TCNQ)的上述特征，以其高阻與低阻相應(yīng)地表示0-1狀態(tài)，由此設(shè)計(jì)出新型的計(jì)算機(jī)可擦式存取存貯器(erasable access storage tube，EAST)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。它包括電子轟擊靶1、發(fā)射電子束的電子槍2和偏轉(zhuǎn)器3，其中靶1為一個(gè)特殊的迭層薄膜。圖3是這個(gè)迭層薄膜的結(jié)構(gòu)截面示意圖。在基板(可以是平板玻璃)4上先蒸上一層半透明的鋁層5，然后蒸上金屬有機(jī)絡(luò)合物M1-β(TCNQ)層6，再蒸上鋁層，然后將該鋁層用平面技術(shù)光刻或用光柵方法銑刻為整齊的斑點(diǎn)陣(spot array)7。這里M為金屬Li、Na、k、Ag、Cu的一種或其組合，0.2≤β≤0.5。
本發(fā)明中薄膜層6的厚度小于1個(gè)微米，一般說(shuō)來(lái)，在保證性能的前提下，其厚度為越小越好。鋁層5的厚度為50～100納米。鋁層斑點(diǎn)陣7的厚度為1±0.5微米時(shí)較好。
裝架存貯器時(shí)，使迭層薄膜1上的斑點(diǎn)陣正對(duì)電子槍2。電子槍可用氧化物陰極作為電子源。為了得到面積小而電流密度均勻的電子束斑，可以用截取高斯分布中心區(qū)的無(wú)交叉點(diǎn)電子槍。偏轉(zhuǎn)部分3根據(jù)具體需要，可以用磁偏轉(zhuǎn)(一方面作為屏蔽)，也可用靜電偏轉(zhuǎn)。根據(jù)電子束的能量和功率不同，可以分別得到“寫(xiě)入”、“讀出”，“擦除”三種功能。
本發(fā)明與光盤(pán)及半導(dǎo)體存貯器相比，有如下優(yōu)越性1、存貯密度。
斑點(diǎn)陣的一個(gè)斑點(diǎn)即為一個(gè)存貯單元。設(shè)斑點(diǎn)陣中斑點(diǎn)的大小為5微米×5微米，相鄰斑點(diǎn)的間距也是5微米，則每一平方厘米中的存貯量為1兆位(Mb)。這是基于最平常的“5μ平面工藝”所作的計(jì)算，但已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前VLSI半導(dǎo)體存貯器的存貯密度。這意味著EAST利用新材料后，5μ工藝所得的效果就優(yōu)于1μ工藝硅VLSI的效果。如果按“1μ平面工藝”計(jì)算，則每一平方厘米中的存貯量為25兆位，已接近光盤(pán)的存貯密度。
2、讀出速度。
光盤(pán)的存貯密度雖大，但它的尋址是用機(jī)械方法的，迄今還未能實(shí)現(xiàn)激光的精確掃描，因此在存取速度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于半導(dǎo)體存貯器。然而，EAST的特點(diǎn)恰恰在于用電子束的偏轉(zhuǎn)來(lái)尋址，它的精確性是無(wú)可懷疑的，而且由于電子的荷質(zhì)比(chatge-to-massraio)特大，因此尋址速度之大，與現(xiàn)在的光盤(pán)相比，正好相當(dāng)于電子示波管與機(jī)械示波器之比。或者說(shuō)，其存取速度將相當(dāng)于半導(dǎo)體存貯器。
3、尺寸及價(jià)格。
光盤(pán)存貯器加上復(fù)雜的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器后，所占的空間和設(shè)備價(jià)格都不低。而在計(jì)算機(jī)工業(yè)中，降低存貯單元的成本是非常重要的，因此人們不斷地尋找更加簡(jiǎn)單的、而面積更小的存貯單元。EAST沒(méi)有p-n結(jié)，而且材料本征高阻，因此存貯單元的面積使用率幾乎達(dá)到100%。它不是單晶，沒(méi)有缺陷問(wèn)題，對(duì)雜質(zhì)相對(duì)地不敏感，因此材料容易獲得，工藝簡(jiǎn)單，成本低廉。這些都優(yōu)于目前商品的半導(dǎo)體存貯器。
實(shí)施例按圖2和圖3所示結(jié)構(gòu)，電子槍2采用氧化物陰極作為電子源。偏轉(zhuǎn)器3采用磁偏轉(zhuǎn)。電子靶1的制備如下用平板玻璃作基板4，其上蒸鍍鋁層5，厚度為50-100納米，再蒸上M1-β(TCNQ)層6，厚度為200-400納米，這里金屬M(fèi)采用Ag，β＝0.4。再蒸上鋁層，厚度為50-100納米，再用平面技術(shù)將該鋁層光刻為整齊的斑點(diǎn)陣，按5μ平面工藝，斑點(diǎn)陣密度為每平方厘米1兆位。最后按一定的工藝裝架、封接即可。
圖1為M1-β(TCNQ)伏安特性曲線圖。
圖2為可擦式存取存貯器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為存貯器中迭層薄膜結(jié)構(gòu)部分剖面示意圖。
權(quán)利要求
1.一種高密度電子存貯器，特別是一種可擦式存取存貯器，包括電子轟擊靶1、發(fā)射電子束的電子槍2和偏轉(zhuǎn)器3三個(gè)部分，其特征在于所說(shuō)的靶1為一個(gè)迭層薄膜，該薄膜的結(jié)構(gòu)如下基板4上依次為蒸鍍的半透明鋁層5，金屬有機(jī)絡(luò)合物M1-β(TCNQ)層6和鋁層斑點(diǎn)陣7，這里金屬M(fèi)為L(zhǎng)i、K、Na、Ag和Cu的一種或其組合，0.2≤β≤0.5。
2.一種高密度電子存貯器的制備，其中電子轟擊靶1采用一個(gè)特制的迭層薄膜，電子槍2采用氧化物陰極作為電子源，或用截取高斯分布中心區(qū)的無(wú)交叉點(diǎn)電子槍?zhuān)D(zhuǎn)器3用磁偏轉(zhuǎn)或靜電偏轉(zhuǎn)，其特征在于上述迭層薄膜的制備方法如下在基板4上先蒸一層半透明的鋁層5，然后蒸上金屬機(jī)絡(luò)合物M1-β(TCNQ)層6，控制β在0.2～0.5范圍內(nèi)，再蒸上鋁層，然后將該鋁層用平面技術(shù)光刻或用光柵方法銑刻為整齊的斑點(diǎn)陣。
全文摘要
本發(fā)明屬電子計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，是一種可擦除式存取存貯器(EAST)，包括電子槍、電子轟擊靶和偏轉(zhuǎn)器三個(gè)部分。其中電子轟擊靶是一個(gè)特殊的疊層薄膜，它采用新材料金屬有機(jī)絡(luò)合物M
文檔編號(hào)G11C11/21GK1057541SQ9110745
公開(kāi)日1992年1月1日 申請(qǐng)日期1991年7月17日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月17日
發(fā)明者華中一, 陳國(guó)榮 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)