[發明專利]一種基于氧化石墨烯量子點的三態電荷俘獲存儲器及其制備方法

有效

• 申請號: 201710777066.5
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107634067B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 閆小兵;賈信磊;王宏;楊濤
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: H01L27/11568
• 分類號: H01L27/11568;H01L29/51
• 代理公司: 13112 石家莊國域專利商標事務所有限公司
• 代理人: 孫麗紅;蘇艷肅

1.一種基于氧化石墨烯量子點的三態電荷俘獲存儲器，其特征是，其是在Si襯底上依次形成氧化物介質層和Pd電極膜層；所述氧化物介質層由依次形成于Si襯底上的二氧化硅隧穿氧化層、ZnO/GOQDs/ZnO電荷俘獲層及二氧化硅阻擋氧化層構成，所述ZnO/GOQDs/ZnO電荷俘獲層中的GOQDs層為單層氧化石墨烯量子點層；

所述單層氧化石墨烯量子點層是在形成的ZnO膜層上采用滴涂－旋轉的方法將氧化石墨烯量子點水懸浮液添加到ZnO膜層上并晾干得到，所述氧化石墨烯量子點水懸浮液是按如下方法制備得到：在石英玻璃管中，按體積比40∶1將濃度0.5mg/mL的石墨烯氧化物水性懸浮液和濃度30wt%的過氧化氫水溶液混合，然后在紫外燈照射條件下勻速攪拌40分鐘得反應物，然后將所述反應物使用3500 Da的透析袋對產品透析72h以上即得氧化石墨烯量子點水懸浮液；

其中，所述二氧化硅隧穿氧化層厚度為2~5nm，所述二氧化硅阻擋氧化層的厚度為5~15nm，所述ZnO/GOQDs/ZnO電荷俘獲層中ZnO層分別為第一氧化鋅膜層和第二氧化鋅膜層，所述第一氧化鋅膜層與所述第二氧化鋅膜層的厚度相等且為5~15nm。

2.如權利要求1所述基于氧化石墨烯量子點的三態電荷俘獲存儲器的制備方法，其特征是，包括如下步驟：

①將清洗好的Si襯底固定到快速熱氧化爐中，形成二氧化硅隧穿氧化層，得SiO₂/Si；

②將SiO₂/Si固定到磁控濺射設備腔體的襯底臺上，Ar和O₂氣氛下在二氧化硅隧穿氧化層表面濺射沉積氧化鋅膜層，得ZnO/SiO₂/Si；

③采用滴涂-旋轉的方法將氧化石墨烯量子點水懸浮液添加到ZnO/SiO₂/Si的氧化鋅膜層上并晾干，形成單層氧化石墨烯量子點層，得GOQDs/ZnO/SiO₂/Si；

④將GOQDs/ZnO/SiO₂/Si固定到磁控濺射設備腔體的襯底臺上，Ar和O₂氣氛下在單層氧化石墨烯量子點層表面濺射沉積氧化鋅膜層，得ZnO/GOQDs/ZnO/SiO₂/Si；

⑤將ZnO/GOQDs/ZnO/SiO₂/Si固定到磁控濺射設備腔體的襯底臺上，Ar和O₂氣氛下在氧化鋅膜層表面濺射沉積二氧化硅阻擋氧化層，得SiO₂/ZnO/GOQDs/ZnO/SiO₂/Si；

⑥在二氧化硅阻擋氧化層上形成Pd電極膜層，得Pd/SiO₂/ZnO/GOQDs/ZnO/SiO₂/Si結構的記憶元件，即所述基于氧化石墨烯量子點的三態電荷俘獲存儲器。