[發(fā)明專利]基于鋁納米晶浮柵的柔性碳納米管光電記憶存儲器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910325450.0
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN111834393B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫隕;曲庭玉;孫東明;朱錢兵;成會明
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧冷芯半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號: H01L27/30
• 分類號: H01L27/30;H01L51/05;H01L51/30;H01L51/40
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種基于鋁納米晶浮柵的柔性碳納米管光電記憶存儲器，其特征在于，包括：襯底以及形成于襯底之上的柵極、柵絕緣層、浮柵層、隧穿層、源極、漏極、半導(dǎo)體溝道、鈍化層，具體結(jié)構(gòu)如下：襯底頂部為柵極，柵極頂部及兩側(cè)包覆柵絕緣層，柵絕緣層頂部為浮柵層/隧穿層，浮柵層/隧穿層頂部依次排布設(shè)置源極、半導(dǎo)體溝道和漏極，源極與漏極之間通過半導(dǎo)體溝道連接，半導(dǎo)體溝道的頂部為鈍化層；其中，半導(dǎo)體溝道材料是半導(dǎo)體性碳納米管薄膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鋁納米晶浮柵的柔性碳納米管光電記憶存儲器，其特征在于，光電記憶存儲器具有浮柵存儲器和光電傳感器的特征。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鋁納米晶浮柵的柔性碳納米管光電記憶存儲器，其特征在于，襯底是硬質(zhì)襯底或柔性襯底。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鋁納米晶浮柵的柔性碳納米管光電記憶存儲器，其特征在于，柵絕緣層為原子層沉積法制備的氧化鉿/氧化鋁交替疊層薄膜材料，氧化鉿、氧化鋁的厚度范圍分別為13～15nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鋁納米晶浮柵的柔性碳納米管光電記憶存儲器，其特征在于，浮柵層與隧穿層分別為均勻離散分布的鋁納米晶以及氧化生成的超薄氧化鋁所構(gòu)成的鋁納米晶浮柵/氧化鋁隧穿層一體化點陣結(jié)構(gòu)，浮柵層的厚度范圍為小于5nm，超薄氧化鋁的厚度范圍為≤3nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鋁納米晶浮柵的柔性碳納米管光電記憶存儲器，其特征在于，半導(dǎo)體性碳納米管薄膜的厚度范圍為≤6 nm。

7.一種權(quán)利要求1至6之一所述的基于鋁納米晶浮柵的柔性碳納米管光電記憶存儲器的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)在襯底上制作柵極；

2)采用原子層沉積法制備具有氧化鉿/氧化鋁交替疊層結(jié)構(gòu)的絕緣層；

3)在絕緣層上制作源極和漏極；

4)利用電子束蒸發(fā)技術(shù)沉積均勻離散分布的鋁納米晶作為浮柵層；

5)利用氧離子對鋁納米晶進行氧化，形成超薄的氧化鋁隧穿層，構(gòu)建鋁納米晶浮柵/氧化鋁隧穿層一體化的點陣結(jié)構(gòu)；

6)半導(dǎo)體性碳納米管薄膜的沉積及溝道圖形化；

7)利用聚甲基丙烯酸甲酯作為鈍化層對器件進行封裝。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于鋁納米晶浮柵的柔性碳納米管光電記憶存儲器的制作方法，其特征在于，步驟4)中，通過精確調(diào)控電子束蒸發(fā)速率與沉積厚度，獲得均勻離散分布的鋁納米晶，電子束蒸發(fā)速率為沉積厚度為1～3nm；步驟5)中，通過控制氧化時間，使每一個鋁納米晶表面形成厚度均勻的超薄氧化鋁隧穿層，氧氣流量100～200sccm，氧化時間范圍為30至600s。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于鋁納米晶浮柵的柔性碳納米管光電記憶存儲器的制作方法，其特征在于，步驟6)中，半導(dǎo)體性碳納米管薄膜的制備方法為：配制均勻的半導(dǎo)體性碳納米管水溶液，半導(dǎo)體性碳納米管與水的體積比范圍為1:20～1:18，將其放進50～70℃水浴中加熱；同時，將步驟5)后的產(chǎn)物浸泡在配制出的碳納米管水溶液之中，進行沉積獲得半導(dǎo)體性碳納米管薄膜。

10.一種權(quán)利要求1至6之一所述的基于鋁納米晶浮柵的柔性碳納米管光電記憶存儲器的應(yīng)用，其特征在于：基于超薄氧化鋁隧穿層以及直接隧穿機制，將柔性碳納米管光電記憶圖像存儲器作為光電傳感及記憶存儲器件。