数据存储介质及其制造方法、数据存储装置及其操作方法制造方法及图纸

一种使用光电子的高密度数据存储介质，包括：　　　　下电极；　　　　沉积在该下电极上的绝缘层；　　　沉积在该绝缘层上并且具有多个突出部的光电发射层，由于该突出部和光子的碰撞而从该突出部中发射光电子；和　　　　沉积在该光电发射层上并且存储从该光电发射层发射的光电子的电介质层。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用由光子引起电子发射的，还涉及一种数据存储装置，以及把数据写入数据存储介质和从数据存储介质读取及擦除数据的方法。
技术介绍
随着对小型电子装置，比如移动通信终端或者电子记事本需求的增加，超小型高密度数据存储介质和装置的发展变得更有必要。然而，制造小型硬盘以及增加闪存的集成密度不是很容易。所以，已经开展了使用扫描探针把数据写入到数据存储介质的各种方法的研究。此处，扫描探针是用于扫描探针显微镜(SPM)的一种探针，比如扫描隧道显微镜(STM)或者原子力显微镜(atomatic force microscope，AFM)。在其上使用该扫描探针能够写入数据的数据存储介质可由铁电材料、铁磁材料、热塑性树脂或者热固性树脂形成。特别地，很大注意力已经投向由铁电材料形成的数据存储介质，因为它的小型畴和能够快速改变极化方向。通过使用加到下电极和探针的电压而产生的电场，数据能够被写入到使用铁电材料的现有数据存储介质中，因此仅仅电介质极化已经产生电场处的数据存储介质的一部分。然而，由于老化现象和疲劳现象，对于在数据存储介质中稳定地存储数据存在一定的限制。此时，老化现象指的是随着时间的流逝，此种介质极化继续减弱直到最终消失，疲劳现象指的是随着把数据写入到数据存储介质和从数据存储介质读取数据的次数的增加，数据存储介质的存储容量继续显著减小。另外，在使用与数据存储介质接触的扫描探针把数据写入到数据存储介质和从数据存储介质读取数据的期间，扫描探针和数据存储介质可能彼此损耗。为了使用与数据存储介质不接触的扫描探针把数据写入到数据存储介质和从数据存储介质读取数据，数据存储装置必须真空包装，并且真空包装工艺可能使整个数据写入和读取过程变得复杂化。
技术实现思路
本专利技术提供一种高密度数据存储介质，通过应用低电场可把数据写入其中或者从其中读取和擦除数据，而数据存储介质接触或者不接触扫描探针，本专利技术还提供一种数据存储介质的制造方法，一种数据存储装置，和一种把数据写入数据存储介质和从数据存储介质读取及擦除数据的方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种使用光电子的数据存储介质。数据存储介质包括下电极，沉积在下电极上的绝缘层，沉积在绝缘层上并且具有多个突出部的光电发射层，和沉积在光电发射层上并且存储从光电发射层发射的光电子的电介质层。其中由于该突出部和光子的碰撞而从该突出部发射出光电子。优选地，光电发射层由金属形成。优选地，电介质层由非晶电介质材料形成。优选地，电介质层由矾土或者氮化硅形成。根据本专利技术的另一方面，提供一种数据存储介质的制造方法。该方法包括把金属层沉积在虚电极(dummy electrode)上，并且在其上形成通过阳极化金属层而设置有多个孔洞的电介质层，然后在电介质层上顺序地沉积光电发射层、绝缘层、和下电极，并且把最终结构颠倒过来以致使光电发射层朝上，并且去除虚电极。优选地，光电发射层由金属形成。优选地，电介质层由非晶电介质材料形成。优选地，电介质层由矾土或者氮化硅形成。根据本专利技术的另一方面，提供一种使用光电子的数据存储装置。数据存储装置包括支撑数据存储介质的平台(stage)，驱动平台的扫描器，设置在数据存储介质上方并且包括和数据存储介质形成电场的尖端的探针，和支撑设置在其一端的尖端以维持数据存储介质和尖端之间预定距离的悬臂，把驱动信号、数据写入信号、和数据擦除信号施加到扫描器和探针并且检测数据读取信号的电路单元，以及把光照射到数据存储介质的光源。其中该数据存储介质包括下电极、沉积在下电极上的绝缘层、沉积在绝缘层上并且具有多个突出部的光电发射层(由于突出部和光子的碰撞而从突出部中发射光电子)、和沉积在光电发射层上并且存储从光电发射层发射的光电子的电介质层。优选地，尖端接触或者不接触数据存储介质。优选地，尖端包括被掺入杂质的主体，和被掺入高浓度杂质并且互相对称地分开预定距离的源极电极和漏极电极。优选地，尖端包括被掺入第一杂质的主体，位于尖端顶点并且掺入低浓度第二杂质的阻挡区(resistive region)，和沿着尖端侧面设置并且掺入高浓度第二杂质且把阻挡区电连接到外部电极的源极电极和漏极电极。优选地，第一杂质是n型杂质，并且第二杂质是P型杂质。优选地，第一杂质是P型杂质，并且第二杂质是n型杂质。优选地，光电发射层由金属形成。优选地，电介质层由非晶电介质材料形成。优选地，电介质材料是矾土或者氮化硅。根据本专利技术的另一方面，提供一种使用光电子把数据写入数据存储介质的方法，其中此数据存储介质包括下电极、沉积在下电极上的绝缘层、沉积在绝缘层上并且具有多个突出部的光电发射层(由于突出部和光子的碰撞而从突出部中发射光电子)、和沉积在光电发射层上并且通过使用数据存储装置存储从光电发射层发射的光电子的电介质层，其中此数据存储装置包括支撑数据存储介质的平台，驱动平台的扫描器，设置在数据存储介质上方并且包括和数据存储介质形成电场的尖端的探针，和支撑设置在其一端的尖端以维持数据存储介质和尖端之间预定距离的悬臂，把驱动信号、数据写入信号、和数据擦除信号施加到扫描器和探针并且检测数据读取信号的电路单元，以及把光照射到数据存储介质的光源。使用光电子把数据写入到数据存储介质的方法包括把探针设置在数据存储介质的上方，和通过把电压施加到数据存储介质的下电极和尖端以形成电场，和通过把光照射到已经形成电场处的数据存储介质的表面以致使光子与光电发射层相撞，以及将由于突出部和光子之间的碰撞而从突出部发射的光电子存储在电介质层中。优选地，尖端接触或者不接触数据存储介质。优选地，尖端包括被掺入杂质的主体，和被掺入高浓度杂质并且互相对称地分开预定距离的源极电极和漏极电极。优选地，尖端包括被掺入第一杂质的主体，位于尖端顶点并且掺入低浓度第二杂质的阻挡区，和沿着尖端侧面设置并且掺入高浓度第二杂质且把阻挡区电连接到外部电极的源极电极和漏极电极。优选地，第一杂质是n型杂质，并且第二杂质是P型杂质。优选地，第一杂质是P型杂质，并且第二杂质是n型杂质。优选地，在形成电场中，相同大小的电压被分别地施加到尖端的主体、源极电极和漏极电极。优选地，光电发射层由金属形成。优选地，电介质层由非晶电介质材料形成。优选地，电介质材料是矾土或者氮化硅。根据本专利技术的另一方面，提供一种读取被写入到数据存储介质的数据的方法，其中此数据存储介质包括下电极、沉积在下电极上的绝缘层、沉积在绝缘层上并且具有多个突出部的光电发射层(由于突出部和光子的碰撞而从突出部中发射光电子)、和沉积在光电发射层上并且通过使用数据存储装置存储从光电发射层发射的光电子的电介质层，其中此数据存储装置包括支撑数据存储介质的平台，驱动平台的扫描器，设置在数据存储介质上方并且包括和数据存储介质形成电场的尖端的探针，和支撑设置在其一端的尖端以维持数据存储介质和尖端之间预定距离的悬臂，把驱动信号、数据写入信号、和数据擦除信号施加到扫描器和探针并且检测数据读取信号的电路单元，把光照射到数据存储介质的光源。读取被写入到数据存储介质的数据的方法包括把探针设置在数据存储介质的上方，和通过检测由存储在数据存储介质的电介质层中的光电子所引起的尖端电流的变化而从数据存储介质读取数据。优选地，尖端接触或者不接触数据存储介质。优选地，尖端包括被掺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用光电子的高密度数据存储介质，包括下电极；沉积在该下电极上的绝缘层；沉积在该绝缘层上并且具有多个突出部的光电发射层，由于该突出部和光子的碰撞而从该突出部中发射光电子；和沉积在该光电发射层上并且存储从该光电发射层发射的光电子的电介质层。2.根据权利要求1所述的数据存储介质，其中该光电发射层由金属形成。3.根据权利要求1所述的数据存储介质，其中该电介质层由非晶电介质材料形成。4.根据权利要求3所述的数据存储介质，其中该电介质层由矾土或者氮化硅形成。5.一种高密度数据存储介质的制造方法，包括把金属层沉积在虚电极上，并且形成电介质层，在该电介质层上通过阳极化该金属层而设置有多个孔洞；在该电介质层上顺序地沉积光电发射层、绝缘层、和下电极；和把最终结构颠倒过来以致使该光电发射层朝上，并且去除该虚电极。6.根据权利要求5所述的方法，其中该光电发射层由金属形成。7.根据权利要求5所述的方法，其中该电介质层由非晶电介质材料形成。8.根据权利要求5所述的方法，其中该电介质层由矾土或者氮化硅形成。9.一种使用光电子的数据存储装置，包括支撑数据存储介质的平台，其中该数据存储介质包括下电极、沉积在该下电极上的绝缘层、沉积在该绝缘层上并且具有多个突出部的光电发射层、和沉积在该光电发射层上并且存储从该光电发射层发射的光电子的电介质层，其中由于该突出部和光子的碰撞而从该突出部中发射光电子；驱动该平台的扫描器；设置在该数据存储介质上方并且包括与该数据存储介质形成电场的尖端的探针，以及支撑设置在其一端的该尖端以维持该数据存储介质和该尖端之间预定距离的悬臂；把驱动信号、数据写入信号、和数据擦除信号施加到该扫描器和该探针并且检测数据读取信号的电路单元；和把光照射到该数据存储介质的光源。10.根据权利要求9所述的数据存储装置，其中该尖端接触或者不接触该数据存储介质。11.根据权利要求9所述的数据存储装置，其中该尖端包括被掺入杂质的主体；和被掺入高浓度杂质并且互相对称地分开预定距离的源极电极和漏极电极。12.根据权利要求9所述的数据存储装置，其中该尖端包括被掺入第一杂质的主体；位于该尖端的顶点并且掺入低浓度第二杂质的阻挡区；和沿着该尖端侧面设置的、并且掺入高浓度第二杂质、且把该阻挡区电连接到外部电极的源极电极和漏极电极。13.根据权利要求12所述的数据存储装置，其中该第一杂质是n型杂质，并且该第二杂质是P型杂质。14.根据权利要求12所述的数据存储装置，其中该第一杂质是P型杂质，并且该第二杂质是n型杂质。15.根据权利要求9所述的数据存储装置，其中该光电发射层由金属形成。16.根据权利要求9所述的数据存储装置，其中该电介质层由非晶电介质材料形成。17.根据权利要求16所述的数据存储装置，其中该电介质材料是矾土或者氮化硅。18.一种使用光电子把数据写入数据存储介质的方法，其中该数据存储介质包括下电极、沉积在该下电极上的绝缘层、沉积在该绝缘层上并且具有多个突出部的光电发射层、和沉积在该光电发射层上并且通过使用数据存储装置存储从该光电发射层发射的光电子的电介质层，其中由于该突出部和光子的碰撞而从该突出部中发射光电子；其中该数据存储装置包括支撑该数据存储介质的平台，驱动该平台的扫描器，设置在该数据存储介质上方并且包括与该数据存储介质形成电场的尖端的探针，和支撑设置在其一端的该尖端以致维持该数据存储介质和该尖端之间预定距离的悬臂，把驱动信号、数据写入信号、和数据擦除信号施加到该扫描器和该探针并且检测数据读取信号的电路单元，把光照射到该数据存储介质的光源，所述方法包括把该探针设置在该数据存储介质的上方并且通过把电压施加到该数据存储介质的下电极和该尖端而形成电场；和通过把光照射到已经形成该电场的该数据存储介质的表面使得光子与该光电发射层相撞，以及将由于该突出部和光子之间的碰撞而从该突出部发射的光电子存储在该电介质层中。19.根据权利要求18所述的方法，其中该尖端接触或者不接触该数据存储介质。20.根据权利要求18所述的方法，其中该尖端包括被掺入杂质的主体；和被掺入高浓度杂质并且互相对称地分开预定距离的源极电极和漏极电极。21.根据权利要求20所述的方法，其中该尖端包括被掺入第一杂质的主体；位于该尖端顶点并且掺入低浓度第二杂质的阻挡区；和沿着该尖端侧面设置的、并且掺入高浓度第二杂质、且把该阻挡区电连接到外部电极的源极电极和漏极电极。22.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪承范，柳寅儆，丁柱焕，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：