[發明專利]一種基于自組裝隧穿層的浮柵型光電晶體管存儲器及其制備方法

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• 申請號: 202010950456.X
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112201658A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 陳耿旭;彭港;林偉坤;陳惠鵬;郭太良;余偉杰
• 申請（專利權）人: 福州大學;閩都創新實驗室
• 主分類號: H01L27/11517
• 分類號: H01L27/11517;H01L27/11521
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 錢莉;蔡學俊

1.一種自組裝隧穿層的浮柵型光電晶體管存儲器，其特征在于：包括基底、絕緣層、浮柵層、隧穿層、半導體層和頂部源漏電極；所述絕緣層生長在所述基底上，所述浮柵層生長在所述絕緣層上，所述隧穿層緊密包裹于所述浮柵層外部，所述半導體層生長在所述隧穿層上，所述頂部源漏電極生長在所述半導體層上。

2.根據權利要求1所述的一種自組裝隧穿層的浮柵型光電晶體管存儲器，其特征在于：所述基底材料能夠選擇硅、聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚二甲基硅氧烷。

3.根據權利要求1所述的一種自組裝隧穿層的浮柵型光電晶體管存儲器，其特征在于：所述絕緣層材料能夠選擇氧化物、氮化鎵、碳化硅或有機聚合物。

4.根據權利要求1所述的一種自組裝隧穿層的浮柵型光電晶體管存儲器，其特征在于：所述浮柵層采用的是離散的鈣鈦礦納米顆粒材料，用以作為電荷捕獲中心；所述浮柵層通過旋涂工藝沉積制成，其粒子尺寸為10-80 nm。

5.根據權利要求1所述的一種自組裝隧穿層的浮柵型光電晶體管存儲器，其特征在于：所述隧穿層為低聚二氧化硅，緊密包裹于所述浮柵層材料外部，其厚度為20-200 nm。

6.根據權利要求5所述的一種自組裝隧穿層的浮柵型光電晶體管存儲器，其特征在于：所述低聚二氧化硅是通過將四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷利用旋涂工藝沉積后，在濕度退火處理下發生水解自組裝形成。

7.根據權利要求1所述的一種自組裝隧穿層的浮柵型光電晶體管存儲器，其特征在于：所述半導體層材料為有機聚合物半導體材料，其厚度為100-500 nm。

8.根據權利要求1所述的一種自組裝隧穿層的浮柵型光電晶體管存儲器，其特征在于：所述頂部源漏電極所用材料為氧化銦錫、金、鋁或銀，其厚度為50-100 nm。

9.一種根據權利要求1至8任一項所述的一種自組裝隧穿層的浮柵型光電晶體管存儲器的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：將鈣鈦礦納米顆粒溶液與四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷共混，其共混體積比為2:1-1:3，制備出浮柵層溶液；

步驟S2：具有絕緣層的基底經過清洗及等離子處理后，將浮柵層溶液通過旋涂工藝沉積于基底之上，并在濕度環境下退火，其旋涂轉速為1000-3000 rpm，其旋涂時間為45-60s，其退火條件為濕度70-80%，溫度50-70℃，時間10-30 min；四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷發生水解自組裝形成低聚二氧化硅，包裹于鈣鈦礦納米顆粒表面，進而形成浮柵層及隧穿層；

步驟S3：將四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷通過旋涂工藝旋涂于步驟S2得到的隧穿層上，并在濕度環境下退火，處理參數與步驟S2一致；通過調節重復步驟S3的次數，重復次數范圍為0-4次，用以控制自組裝形成的隧穿層的厚度；

步驟S4：在步驟S2或步驟S3得到的隧穿層上通過旋涂工藝旋涂有機聚合物半導體材料，退火制得半導體層；

步驟S5：在步驟S4得到的半導體層上通過熱蒸鍍的方法制備源漏電極，得到自組裝隧穿層的浮柵型光電晶體管存儲器。

10.根據權利要求9所述的一種自組裝隧穿層的浮柵型光電晶體管存儲器的制備方法，其特征在于：步驟S3中所述隧穿層通過旋涂工藝沉積制成，其轉數為1000-3000 rpm，其旋涂時間為45-60 s，其退火條件為濕度70-80%，溫度50-70 ℃，時間10-30 min。