[发明专利]基于闪存技术的非易失性光波导干涉单元

权利要求书

1.一种基于闪存技术的非易失性光波导干涉单元，其特征在于：包括从下到上依次布置的衬底（8）、缓冲层（7）、背栅阻挡层（6）和隧穿层（5），源极（1）和漏极（2）分别布置在隧穿层（5）上表面的两侧，源极（1）和漏极（2）连接到外部电源；光波导（9）置于缓冲层（7）中间，且位于衬底（8）和背栅阻挡层（6）之间；在隧穿层（5）和背栅阻挡层（6）之间设置有浮栅层（3），浮栅层（3）一侧向源极（1）延伸且延伸到源极（1）下方但不延伸到缓冲层（7）和背栅阻挡层（6）的外边沿，浮栅层（3）另一侧向漏极（2）延伸且延伸到漏极（2）下方；在隧穿层（5）和漏极（2）之间设置有电荷控制层（4），电荷控制层（4）一侧延伸到漏极（2）外边沿，电荷控制层（4）另一侧向源极（1）延伸但不接触源极（1）；

所述的浮栅层（3）的材料为易于调控且介电常数随电荷浓度变化而改变的材料构成；所述的电荷控制层（4）的材料为导电材料，具体为透明导电材料ITO；

浮栅层（3）及电荷控制层（4）的介电常数与其内部的电荷浓度有关，而电荷浓度随隧穿电流的变化而改变，在不同的外加电压下介电常数不同。

2.根据权利要求1所述的一种基于闪存技术的非易失性光波导干涉单元，其特征在于：所述电荷控制层（4）和源极（1）之间存在间隙。

3.根据权利要求1所述的一种基于闪存技术的非易失性光波导干涉单元，其特征在于：所述浮栅层（3）和电荷控制层（4）在上下竖直方向存在重叠。

4.根据权利要求1所述的一种基于闪存技术的非易失性光波导干涉单元，其特征在于：所述浮栅层（3）、隧穿层（5）和电荷控制层（4）形成极板电容结构，且极板电容结构与光波导（9）的距离小于10nm，构成极板电容结构的任一层的材料介电常数变化均会影响光波导（9）内的传输模式，对光波导（9）内传输的光信号产生调控效果；且各层作用效果可叠加，能进一步增加存储级数。

5.根据权利要求1所述的一种基于闪存技术的非易失性光波导干涉单元，其特征在于：所述衬底（8）、缓冲层（7）分别采用SOI、氧化硅材料。

6.根据权利要求1所述的一种基于闪存技术的非易失性光波导干涉单元，其特征在于：所述源极（1）和漏极（2）采用金属材料。

7.根据权利要求1所述的一种基于闪存技术的非易失性光波导干涉单元，其特征在于：所述的光波导干涉单元应用于光网络、光互连以及光子神经形态计算芯片。