专利名称：可擦式存取存贮器的制作方法
技术领域：
本发明属计算机技术领域，是一种高密度电子存贮器。
目前，国内外计算机使用的存取存贮器(RAM)有半导体存贮器和光盘存贮器。半导体存贮器存取速度较快，但提高存贮密度的工艺较为复杂。光盘存贮器可以有很高的存贮密度，但它的寻址通常用机械方法，存取速度远落后于半导体存贮器，而且配上复杂的光盘驱动器，设备价格比较昂贵。
本发明的目的在于提出一种既有高的存贮密度，又有快的存取速度的电子可擦除存取存贮器。
已经发现，金属M和有机物TCNQ(7，7，8，8四氰基对醌基二甲烷)的络合物(以下简写为M-TCNQ)具有一种特殊的性质，即在光辐射hν或电埸E的作用下，可发生下列过程
此处M(TCNQ)表示常用的摩尔比为1∶1的M-TCNQ，其中M可以为Li、Na、K、Ag或Cu。在这反映中M为施主，TCNQ为受主。在激发能量较低的情况下，材料可从高阻抗转变为低阻抗;而在激发能量超过某一阈值后，材料将从深色转变为浅色，因而可得到高反差的光学斑点。特别重要的是，在加入适当的能量ε(可以为电埸、光辐射或热能)之后，这个反应是可逆的。
早在1979年已有人(P.S.Potember et.al.Appl.Phys.Lett.34(1979)405)发现了这材料的非线性伏安特性。但他们用的材料Cu(TCNQ)薄膜需要的厚度约为5微米，因此不能借用通常的微电子工艺来进行刻蚀;此外膜厚较大时，电埸强度低，因此作用时间长(特别是擦除时间)。最近我们发现，当降低络合物中M的分子比而成为M1-β(TCNG)时，这种新的材料(专利申请号为91107368.x)，可在薄膜厚度降低为100-200纳米时(只有国外报导膜厚的2-3%)仍然具有非线性的伏安特性，如
图1所示。
本发明桉M1-β(TCNQ)的上述特征，以其高阻与低阻相应地表示0-1状态，由此设计出新型的计算机可擦式存取存贮器(erasable access storage tube，EAST)，其结构如图2所示。它包括电子轰击靶1、发射电子束的电子枪2和偏转器3，其中靶1为一个特殊的迭层薄膜。图3是这个迭层薄膜的结构截面示意图。在基板(可以是平板玻璃)4上先蒸上一层半透明的铝层5，然后蒸上金属有机络合物M1-β(TCNQ)层6，再蒸上铝层，然后将该铝层用平面技术光刻或用光栅方法铣刻为整齐的斑点阵(spot array)7。这里M为金属Li、Na、k、Ag、Cu的一种或其组合，0.2≤β≤0.5。
本发明中薄膜层6的厚度小于1个微米，一般说来，在保证性能的前提下，其厚度为越小越好。铝层5的厚度为50～100纳米。铝层斑点阵7的厚度为1±0.5微米时较好。
装架存贮器时，使迭层薄膜1上的斑点阵正对电子枪2。电子枪可用氧化物阴极作为电子源。为了得到面积小而电流密度均匀的电子束斑，可以用截取高斯分布中心区的无交叉点电子枪。偏转部分3根据具体需要，可以用磁偏转(一方面作为屏蔽)，也可用静电偏转。根据电子束的能量和功率不同，可以分别得到“写入”、“读出”，“擦除”三种功能。
本发明与光盘及半导体存贮器相比，有如下优越性1、存贮密度。
斑点阵的一个斑点即为一个存贮单元。设斑点阵中斑点的大小为5微米×5微米，相邻斑点的间距也是5微米，则每一平方厘米中的存贮量为1兆位(Mb)。这是基于最平常的“5μ平面工艺”所作的计算，但已经远远超过目前VLSI半导体存贮器的存贮密度。这意味着EAST利用新材料后，5μ工艺所得的效果就优于1μ工艺硅VLSI的效果。如果按“1μ平面工艺”计算，则每一平方厘米中的存贮量为25兆位，已接近光盘的存贮密度。
2、读出速度。
光盘的存贮密度虽大，但它的寻址是用机械方法的，迄今还未能实现激光的精确扫描，因此在存取速度上远远落后于半导体存贮器。然而，EAST的特点恰恰在于用电子束的偏转来寻址，它的精确性是无可怀疑的，而且由于电子的荷质比(chatge-to-massraio)特大，因此寻址速度之大，与现在的光盘相比，正好相当于电子示波管与机械示波器之比。或者说，其存取速度将相当于半导体存贮器。
3、尺寸及价格。
光盘存贮器加上复杂的光盘驱动器后，所占的空间和设备价格都不低。而在计算机工业中，降低存贮单元的成本是非常重要的，因此人们不断地寻找更加简单的、而面积更小的存贮单元。EAST没有p-n结，而且材料本征高阻，因此存贮单元的面积使用率几乎达到100%。它不是单晶，没有缺陷问题，对杂质相对地不敏感，因此材料容易获得，工艺简单，成本低廉。这些都优于目前商品的半导体存贮器。
实施例按图2和图3所示结构，电子枪2采用氧化物阴极作为电子源。偏转器3采用磁偏转。电子靶1的制备如下用平板玻璃作基板4，其上蒸镀铝层5，厚度为50-100纳米，再蒸上M1-β(TCNQ)层6，厚度为200-400纳米，这里金属M采用Ag，β＝0.4。再蒸上铝层，厚度为50-100纳米，再用平面技术将该铝层光刻为整齐的斑点阵，按5μ平面工艺，斑点阵密度为每平方厘米1兆位。最后按一定的工艺装架、封接即可。
图1为M1-β(TCNQ)伏安特性曲线图。
图2为可擦式存取存贮器结构示意图。
图3为存贮器中迭层薄膜结构部分剖面示意图。
权利要求
1.一种高密度电子存贮器，特别是一种可擦式存取存贮器，包括电子轰击靶1、发射电子束的电子枪2和偏转器3三个部分，其特征在于所说的靶1为一个迭层薄膜，该薄膜的结构如下基板4上依次为蒸镀的半透明铝层5，金属有机络合物M1-β(TCNQ)层6和铝层斑点阵7，这里金属M为Li、K、Na、Ag和Cu的一种或其组合，0.2≤β≤0.5。
2.一种高密度电子存贮器的制备，其中电子轰击靶1采用一个特制的迭层薄膜，电子枪2采用氧化物阴极作为电子源，或用截取高斯分布中心区的无交叉点电子枪，偏转器3用磁偏转或静电偏转，其特征在于上述迭层薄膜的制备方法如下在基板4上先蒸一层半透明的铝层5，然后蒸上金属机络合物M1-β(TCNQ)层6，控制β在0.2～0.5范围内，再蒸上铝层，然后将该铝层用平面技术光刻或用光栅方法铣刻为整齐的斑点阵。
全文摘要
本发明属电子计算机技术领域，是一种可擦除式存取存贮器(EAST)，包括电子枪、电子轰击靶和偏转器三个部分。其中电子轰击靶是一个特殊的叠层薄膜，它采用新材料金属有机络合物M
文档编号G11C11/21GK1057541SQ9110745
公开日1992年1月1日 申请日期1991年7月17日 优先权日1991年7月17日
发明者华中一, 陈国荣 申请人:复旦大学