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以納米顆粒作為電荷俘獲層的雜化電介質非易失性存儲器的制作方法

文檔序號:11136564閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種用于制造浮柵存儲器件的方法,包括:

提供襯底;

將硅顆粒與包括乙醇和過氧化氫H2O2的溶液混合以形成硅/二氧化硅Si/SiO2核/殼納米結構溶液,其中硅顆粒包括10nm至50nm的尺寸,硅顆粒包括Si/SiO2核/殼納米結構溶液的1%至10%的重量比,且乙醇與過氧化氫的體積比在5%至20%的范圍內;

在襯底上涂布Si/SiO2核/殼納米結構溶液;

以60℃至80℃范圍內的干燥溫度干燥Si/SiO2核/殼納米結構溶液,以形成電荷俘獲層;

混合3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷MEMO、丙醇鋯ZrPO、甲基丙烯酸MAA和光引發(fā)劑,以形成有機/無機雜化電介質溶液,其中MEMO與ZrPO的體積比在7:3至5:5范圍內;

在電荷俘獲層上涂布有機/無機雜化電介質溶液;

以60℃至150℃范圍內的預干燥溫度預干燥有機/無機雜化電介質溶液;

用UV光固化電荷俘獲層上的有機/無機雜化電介質溶液;

以130℃至180℃范圍內的固化溫度熱固化有機/無機雜化電介質溶液,以形成有機/無機雜化層;和

在有機/無機雜化層上形成柵電極。

2.一種制備浮柵存儲器件的方法,包括:

提供襯底;

將硅顆粒與包括有機溶劑和過氧化氫的溶液混合以形成硅/二氧化硅Si/SiO2核/殼納米結構溶液,其中硅顆粒包括10nm至50nm的尺寸;

在襯底上涂布Si/SiO2核/殼納米結構溶液;

以60℃至150℃范圍內的干燥溫度干燥Si/SiO2核/殼納米結構溶液,以形成電荷俘獲層;

混合3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷MEMO、丙醇鋯ZrPO、甲基丙烯酸MAA和光引發(fā)劑,以形成有機/無機雜化電介質溶液;

在電荷俘獲層上涂布有機/無機雜化電介質溶液;

用UV光固化電荷俘獲層上的有機-無機雜化電介質溶液;

以130℃至180℃范圍內的固化溫度,熱固化有機/無機雜化電介質溶液,以形成有機/無機雜化層;和

在有機/無機雜化層上形成柵電極。

3.根據(jù)權利要求2所述的方法,其中硅顆粒包括30nm的尺寸。

4.根據(jù)權利要求2所述的方法,其中硅顆粒包括Si/SiO2核/殼納米結構溶液的1%至10%的重量比。

5.根據(jù)權利要求2所述的方法,其中有機溶劑是異丙醇、正丙醇、乙醇、甲醇或丙酮。

6.根據(jù)權利要求2所述的方法,其中有機溶劑與H2O2的體積比在5%至20%的范圍內。

7.根據(jù)權利要求2所述的方法,其中MEMO與ZrPO的體積比在7:3至5:5的范圍內。

8.根據(jù)權利要求2所述的方法,其中干燥溫度在60℃至80℃的范圍內。

9.根據(jù)權利要求2所述的方法,其中混合MEMO、ZrPO、MAA和光引發(fā)劑以形成有機/無機雜化電介質溶液的步驟進一步包括:

用鹽酸HCL水解MEMO以形成第一溶液;

混合ZrPO、MAA和丙醇以形成第二溶液;

混合第一溶液、第二溶液和水以形成第三溶液;

將1-羥基環(huán)己基苯基甲酮HCHPK作為光引發(fā)劑添加到第三溶液中;和

用1-丙醇稀釋具有HCHPK的第三溶液。

10.根據(jù)權利要求9所述的方法,其中第三溶液包括MEMO:ZrPO:MAA:水為6.5:3.5:3.5:18的摩爾比。

11.根據(jù)權利要求2所述的方法,其中用浸漬法將Si/SiO2核/殼納米結構溶液涂布在襯底上,并用浸漬法將有機/無機雜化電介質溶液涂布在電荷俘獲層上。

12.根據(jù)權利要求2所述的方法,進一步包括在用UV光固化的步驟 之前,以60℃到150℃范圍內的預干燥溫度,預干燥有機-無機雜化電介質溶液。

13.一種浮柵存儲器件,包括:

襯底;

形成在所述襯底上的電荷俘獲層,其中所述電荷俘獲層包括有機/無機雜化電介質材料和硅/二氧化硅Si/SiO2核/殼納米結構,并且Si/SiO2核/殼納米結構嵌入在有機/無機雜化電介質材料內;

形成在電荷俘獲層上的有機/無機雜化電介質層;和

形成在有機/無機雜化層上的柵電極;和

其中每個Si/SiO2核/殼納米結構包括被SiO2殼包圍的Si核,該SiO2殼充當浮柵存儲器件的隧道層。

14.根據(jù)權利要求13所述的器件,其中Si/SiO2核/殼納米結構包括10nm至50nm的大小尺寸,其中SiO2殼包括3nm至5nm的厚度。

15.根據(jù)權利要求13所述的器件,其中Si/SiO2核/殼納米結構包括30nm的尺寸。

16.根據(jù)權利要求13所述的器件,其中電荷俘獲層包括顆粒密度在1x1010cm-2至1x1012cm-2范圍內的Si/SiO2核/殼納米結構。

17.根據(jù)權利要求13所述的器件,其中電荷俘獲層包括在10nm至50nm范圍內的厚度。

18.根據(jù)權利要求13所述的器件,其中電荷俘獲層包括單層的Si/SiO2核/殼納米結構。

19.根據(jù)權利要求13所述的器件,其中有機/無機雜化層由(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、鋯和甲基丙烯酸形成。

20.根據(jù)權利要求13所述的器件,其中有機/無機雜化層包括在300nm至800nm范圍內的厚度。

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