一种光场探测元件制造技术

本实用新型专利技术提供一种光场探测元件，包括：半导体衬底；形成于半导体衬底上的氧化物层；形成在氧化物层上的金属薄膜层；形成在所述金属薄膜层上的挡光层，所述挡光层的一端设有透光孔；分别设置在所述金属薄膜层两端的第一电极和第二电极；分别与所述第一电极和第二电极连接的第一电极引线和第二电极引线。本实用新型专利技术的光场探测元件根据激光照射金属薄膜层产生的光致电阻效应，可以用电阻的极性变化状态表示存储单元有光和无光两种状态，电阻随激光照射位置变化的空间分辨率非常高，因而本实用新型专利技术的光光场探测元件可以显著提高光存储器的密度；同时可以用于制备光控变阻器、光控二极管，此外，本实用新型专利技术结构简单，适用于大规模工业生产应用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及存储器
，特别是涉及一种光场探测元件。
技术介绍
计算机由运算器、存储器、控制器、输入单元和输出单元这五个基本组成部分。其中存储器的作用是存储程序和数据。存储器的主要存储介质有半导体电路、磁性记录介质、光存储介质等。半导体介质主要用于主存储器又称主存或内存。磁性记录介质和光存储介质则用于辅助存储器又称外存。常见的辅助存储器有硬盘、光盘等。在数字计算机中，信息以二进制代码的形式表示，所以任何存储器都需要设计一种方式来表示二进制中的I和O两种状态。目前主流的机械硬盘是用磁性材料作为存储介质的，使用基于法拉第电磁感应的 写入磁头改变记录盘上磁性单元的状态，使用基于巨磁阻效应的读出磁头来读取记录盘上的信息。光存储指以光电工程之方法，将资料储存于光学可读的介质上，以进行资料的储存。电脑所使用的只读记忆光碟以及蓝光光碟等光学碟片就是光储存的应用。光盘上有凹凸不平的小坑，光照射到上面有不同的反射，通过光场传感器感应，再转化为0、1的数字信号就成了光存储。还有一种存储方式是磁光存储，它是磁存储和光存储的结合。磁光存储是用一束强激光聚焦到磁光记录介质薄膜上，热磁写入和擦除信息。利用极向磁光克尔效应来读取信息。用一束线偏振光照射到记录信息的磁光介质上，发射光偏振面相对于入射光偏振面旋转一定的角度。对于一个已经写入信息的磁光介质，磁畴局部磁矩取向不同，反向光偏振面的偏振方向就不同，这样就能通过测量反射光来读取信息。从光存储诞生至今，很多科学家都在致力于提高信息的存储密度。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种光场探测元件，用以提高光存储器密度的目的。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种光场探测元件，包括半导体衬底；形成于所述半导体衬底上的氧化物层；形成在所述氧化物层上的金属薄膜层；形成在所述金属薄膜层上的挡光层，所述挡光层的一端设有透光孔；分别设置在所述金属薄膜层两端的第一电极和第二电极；分别与所述第一电极和第二电极连接的第一电极引线和第二电极引线。可选地，所述金属薄膜层的厚度为lnnT50nm。可选地，所述金属薄膜层的厚度范围为4. 0nnT9. Onm。可选地,所述金属薄膜层包括单一金属或金属合金。可选地，所述单一金属为Ti、Co或Cu。可选地，所述氧化物层为氧化物半导体层或金属氧化物层。可选地，所述氧化物半导体层为SiO2氧化物层或NiO氧化物层；所述金属氧化物层为TiO2氧化物层。可选地，所述氧化物层的厚度范围为O. lnnTl38nm。可选地，所述氧化物层的厚度范围为I. OnnTl. 5nm。可选地，所述的第一电极和第二电极采用金、银、铝、铜、钼、铟或锡金金属材料，制成一个点或是一条线。可选地，还包括形成在所述金属薄膜层上的挡光层，所述挡光层的一端设有透光孔。如上所述，本技术的一种光场探测元件，具有以下有益效果 I、本技术的光场探测元件根据激光照射金属薄膜层产生的光致电阻效应，可以用电阻的极性变化状态表示存储单元有光和无光两种状态，电阻随激光照射位置变化的空间分辨率非常高，因而本技术的光光场探测元件可以显著提高光存储器的密度。2、本技术结构简单，可广泛应用于光控电阻器、光控二极管和超大信息存储器等领域，适用于大规模工业生产应用。附图说明图I显示为本技术的一种光场探测元件的结构示意图。图2至图7显示为本技术的一种光场探测元件中Ti金属薄膜层的电阻测试过程图。图8显示为本技术的一种光场探测元件中Ti金属薄膜层的电阻随激光位置变化图。图9显示为本技术的一种光场探测元件纵向电阻随激光位置变化图。图10显示为本技术的一种光场探测元件中半导体衬底的电阻随激光位置变化图。图11显示为本技术的一种光场探测元件中Ti金属薄膜层、纵向和半导体衬底的电阻对比图。图12显示为本技术的一种光场探测元件中Ti金属薄膜层A、B两点之间的距离和半导体衬底上E、F两点之间的距离与电阻率的变化关系图。图13显示为本技术的一种光场探测元件中Ti金属薄膜层A、B两点之间的距离和半导体衬底上E、F两点之间的距离与电阻率的变化关系图。图14显示为本技术的一种光场探测元件中Ti金属薄膜层厚度与电阻率的变化关系图。图15显示为本技术的一种光场探测元件中Ti金属薄膜层厚度为50nm时的电阻随激光位置变化图。图16显示为本技术的一种光场探测元件的氧化物层的厚度为138nm时的光致电阻效应图。图17显示为本技术的一种光场探测元件在光存储器中应用示意图。元件标号说明I光场探测元件11半导体衬底12金属薄膜层13氧化物层14挡光层15透光孔 16第一电极17第二电极18第一电极引线19第二电极引线2光存储器3光照L1偏置电压为正时Ti金属薄膜层上的光致电阻效应曲线L2偏置电压为负时Ti金属薄膜层上的光致电阻效应曲线L3偏置电压为正时纵向电阻随激光位置变化曲线L4偏置电压为负时纵向电阻随激光位置变化曲线L5偏置电压为正时半导体衬底上的电阻随激光位置变化曲线L6偏置电压为负时半导体衬底上的电阻随激光位置变化曲线具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图I至图17。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，遂图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本技术提供一种光场探测元件，根据激光照射金属薄膜层产生的光致电阻效应，可以用电阻的极性变化状态表示存储单元有光和无光两种状态，电阻随激光照射位置变化的空间分辨率非常高，因而本技术的光光场探测元件可以显著提高光存储器的密度。以下将详细阐述本技术的一种光场探测元件的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本技术的一种光场探测元件。如图I所示，本技术提供一种光场探测元件，所述光场探测元件I包括半导体衬底11 ;形成于所述半导体衬底11上的氧化物层13 ;形成在所述氧化物层13上的金属薄膜层12 ;形成在所述金属薄膜层12上的挡光层14，所述挡光层14的一端设有透光孔15 ；分别设置在所述金属薄膜层12两端的第一电极16和第二电极17 ;分别与所述第一电极16和第二电极17连接的第一电极引线18和第二电极引线19。所述半导体衬底11可以从Si、GaAs、Al2O3等半导体材料中选取制备,在本实施例中，所述半导体衬底11采用η型的单晶硅半导体，所述半导体衬底11的厚度为O. Imm Imm,具体在本实施例中选取所述半导体衬底11的厚度为O. 28mnT0. 32mm ;电阻率在室温下为50 Ω · cnT80 Ω . cm ο同时具体地,在本实施例中，所述半导体衬底11的长宽为20mmX 5mm,厚为O. 3mm。所述氧化物层13为氧化物半导体层或金属氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光场探测元件，其特征在于，包括：半导体衬底；形成于所述半导体衬底上的氧化物层；形成在所述氧化物层上的金属薄膜层；分别设置在所述金属薄膜层两端的第一电极和第二电极；分别与所述第一电极和第二电极连接的第一电极引线和第二电极引线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，俞崇祺，黄旭，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：实用新型
国别省市：