專利名稱：信息存儲介質(zhì)及其制造方法以及信息存儲設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及信息存儲介質(zhì)，更具體地，涉及使用納米晶粒子的信息存儲 介質(zhì)、該信息存儲介質(zhì)的制造方法、以及包含該信息存儲介質(zhì)的信息存儲設備。
背景技術：
在廣泛用于計算機的主要存儲設備的硬盤驅(qū)動器(HDD)中，通過在信 息存儲介質(zhì)旋轉(zhuǎn)時將讀/寫頭懸浮于該信息存儲介質(zhì)上方來讀取或?qū)懭胄畔ⅰ?在這種HDD中，通常使用磁性紀錄方法。也就是說，在常規(guī)HDD中，使 用磁場形成沿第一方向和與第一方向相反的方向(下文中稱為第二方向)磁 化的多個磁疇，沿第一和第二方向磁化的磁疇分別對應于數(shù)據(jù)值"O"和'T，。 使用磁性記錄方法的HDD的記錄密度在過去幾十年內(nèi)迅速增大。然而，由 于超順磁效應而難以實現(xiàn)500Gb/in2或更高的記錄密度。因此，為了克服記錄密度的上述限制，最近已經(jīng)提出了各種解決方案， 比如圖案化介質(zhì)、熱輔助磁性記錄(HAMR)、鐵電存儲介質(zhì)或者探針記錄。 然而，所有這些技術目前在經(jīng)濟上都是不可行的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種具有高記錄密度的信息存儲介質(zhì)、該信息存儲介質(zhì)的 制造方法、以及包含該信息存儲介質(zhì)的信息存儲設備。根據(jù)本發(fā)明一個方面，提供了一種信息存儲介質(zhì)，包括導電層；第一 絕緣層，形成于該導電層上；納米晶層，形成于該第一絕緣層上并包括可以 俘獲電荷的導電納米晶粒子；以及第二絕緣層，形成于該納米晶層上。該納米晶層可以是單層或多層結(jié)構(gòu)。該導電納米晶粒子可以是金屬納米粒子或半導體納米粒子。該金屬納米 粒子可由選自Pt、 Pd、 Ni、 Ru、 Co、 Cr、 Mo、 W、 Mn、 Fe、 Os、 Rh、 Ir、 Ta、 Au和Ag組成的組中的至少一種金屬形成。該半導體納米粒子可由選自iv族半導體、n-vi族化合物半導體、in-v族化合物半導體以及iv-vi族化 合物半導體組成的組中的至少一種半導體形成。該導電納米晶粒子可以分布在絕緣材料基體中。該納米晶層可包括該導 電納米晶粒子和絕緣納米晶。該導電納米晶粒子可涂覆有絕緣材料。每個該第一絕緣層和該第二絕緣層可由選自Si02、SiOxNy、Zr02、Hf〇Nx、 ZrONx、 Ti02、 Ta205、 La203、 Pr02、 Hf02、 HfSi02、 ZrSi。2和HfSi()xNy組 成的組中的至少一種材料形成。該導電層可由金屬形成。該信息存儲介質(zhì)可進一步包括形成于該第二絕緣層上的保護層。潤滑劑 可涂覆在該保護層上。根據(jù)本發(fā)明一個方面，提供了一種信息存儲介質(zhì)的制造方法，包括在 襯底的表面上形成導電層；在該導電層上形成第一絕緣層；在該第一絕緣層 上形成具有導電納米晶的納米晶層；以及在該納米晶層上形成第二絕緣層。形成納米晶層可包括在該第一絕緣層上施加該導電納米晶和絕緣納米 晶的分散體(dispersion)且隨后干燥。該方法可進一步包括燒結(jié)該絕緣納米 晶粒子。形成納米晶層可包括在該第一絕緣層上施加絕緣納米晶粒子的第一分 散體并干燥該第 一分散體以形成絕緣納米晶涂層；在該絕緣納米晶涂層上施 加導電納米晶粒子的第二分散體并干燥該第二分散體以形成導電納米晶涂 層；以及在該導電納米晶涂層上施加該絕緣納米晶粒子的第三分散體并干燥 該第三分散體。該方法可進一步包括在該第二絕緣層上形成保護層，且可進一步包括在 該保護層上形成潤滑劑涂層。根據(jù)本發(fā)明一個方面，提供了一種信息存儲設備，包括信息存儲介質(zhì)； 以及信息讀/寫頭，其在該信息存儲介質(zhì)的表面之上移動以將信息記錄在該信 息存儲介質(zhì)內(nèi)或者從該信息存儲介質(zhì)讀取信息，其中該信息存儲介質(zhì)包括 導電層；第一絕緣層，形成于該導電層上；納米晶層，形成于該第一絕緣層 上并包括可以俘獲電荷的導電納米晶粒子；以及第二絕緣層，形成于該納米晶層上。該信息讀/寫頭可包括半導體襯底，其包括面向該信息存儲介質(zhì)的第一 表面和接觸該第一表面的端部的第二表面；溝道區(qū)，其從該第一表面的該端 部的中心部分朝該第二表面延伸并摻雜有第一濃度的摻雜劑；源極區(qū)和漏極區(qū)，分別形成于該溝道區(qū)的側(cè)部上并摻雜有第二濃度的摻雜劑，該第二濃度高于該第一濃度；絕緣膜，形成于該第二表面上的該溝道區(qū)上；以及寫電極， 形成于該絕緣膜上。當電壓施加于該信息讀/寫頭的該寫電極和該信息存儲介質(zhì)的該導電層 之間時，通過由該導電納米晶粒子俘獲從該寫電極發(fā)射的電子，可以實現(xiàn)信 息記錄。通過探測由該導電納米晶內(nèi)俘獲的電子所形成的電磁場而引起的該溝 道區(qū)內(nèi)的電阻變化，可以實現(xiàn)信息讀取。該半導體襯底可以是p型半導體，且該溝道區(qū)、該源極區(qū)和該漏極區(qū)可 摻雜有n型摻雜劑。此外，該半導體襯底可以是n型半導體，且該溝道區(qū)、該源極區(qū)和該漏極區(qū)可摻雜有p型摻雜劑。第一和第二電極可分別形成于在該半導體襯底的第二表面上形成的該源極區(qū)和漏極區(qū)上?？諝庵С忻?air bearing surface ， AB S )圖案可形成于該半導體襯底的第一表面上。


通過結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明的示范性實施例，本發(fā)明的上迷和其它特征及優(yōu)點將更加顯而易見，附圖中圖1為說明根據(jù)本發(fā)明一實施例的信息存儲介質(zhì)的示意性剖面圖；圖2至圖5為說明根據(jù)本發(fā)明一實施例的信息存儲介質(zhì)的制造方法的剖面圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明一實施例的信息存儲設備的透視圖； 圖7為根據(jù)本發(fā)明一實施例，圖6的信息存儲設備的信息讀/寫頭的透視 放大圖；以及圖8為說明根據(jù)本發(fā)明一實施例，圖6的信息存儲設備的剖面圖。
具體實施方式
現(xiàn)在參考附圖更全面地描述本發(fā)明，其中在附圖中示出了本發(fā)明的示范 性實施例。在圖中，為了清楚而夸大層和區(qū)域的厚度，且相同的附圖標記表 示相同元件。此外，下文所述實施例是示范性的，可以以各種形式實施。圖1為說明根據(jù)本發(fā)明一實施例的信息存儲介質(zhì)100的示意性剖面圖。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明本實施例的信息存儲介質(zhì)100包括導電層112、 第一絕緣層114、納米晶粒子層120及第二絕緣層124。襯底(未示出)設 于導電層112的表面上，該表面與設有第一絕緣層114的表面相反。導電層 112可由金屬形成。第一絕緣層114形成于導電層112的表面上。第一絕緣層114可由選自 Si02、 SiOxNy、 Zr02、 HfONx、 ZrONx、 Ti02、 Ta205、 La203、 Pr02、 Hf〇2、 HfSi02、 ZrSiCb和HfSiOxNy組成的組中的至少一種材料形成，但不限于此。 這些材料在本領域中是已知的且可以從商業(yè)來源獲得。具有可以俘獲電荷的導電納米晶粒子121的納米晶層120形成于第一絕 緣層114的表面上，該表面與導電層112所接觸的表面相反。導電納米晶粒 子121具有幾納米的尺寸，且每個對應于單元信息。因此，根據(jù)本實施例的 信息存儲介質(zhì)100可具有1Tb/ii^或更高的記錄密度。導電納米晶粒子121可以是金屬納米粒子或半導體納米粒子。金屬納米 粒子由選自Pt、 Pd、 Ni、 Ru、 Co、 Cr、 Mo、 W、 Mn、 Fe、 Os、 Rh、 Ir、 Ta、 Au和Ag組成的組中的至少一種金屬形成。金屬納米粒子可具有核殼 (core-shell)結(jié)構(gòu)或者多層殼結(jié)構(gòu)。半導體納米粒子可由選自IV族半導體、 II-VI族化合物半導體、m-v族化合物半導體以及IV-VI族化合物半導體組 成的組中的至少一種半導體材料形成。更具體而言，IV族半導體納米粒子 可由選自Si 、 Ge、 SiC和SiGe組成的組中的半導體材料形成。II-VI族化合 物半導體納米粒子可由選自CdSe、 CdTe、 ZnS、 ZnSe、 ZnTe、 ZnO、 HgS、 HgSe、 HgTe、 CdSeS、 CdSeTe、 CdSTe、 ZnSeS、 ZnSeTe、 ZnSTe、 HgSeS、 HgSeTe、 HgSTe、 CdZnS、 CdZnSe、 CdZnTe、 CdHgS、 CdHgSe、 CdHgTe、 HgZnS、 HgZnSe、 CdZnSeS、 CdZnSeTe、 CdZnSTe、 CdHgSeS、 CdHgSeTe、 CdHgSTe、 HgZnSeS、 HgZnSeTe和HgZnSTe組成的組中的至少一種半導體 材料形成。III-V族化合物半導體納米粒子可由選自GaN、 GaP、 GaAs、 GaSb、 A1N、 A1P、 AlAs、 AlSb、 InN、 InP、 InAs、 InSb、 GaNP、 GaNAs、 GaNSb、 GaPAs、 GaPSb、 A1NP、 AlNAs、 AlPAs、 AlPSb、 InNP、 InNAs、固Sb、 InPAs、 InPSb、 GaAlNP、 GaAlNAs、 Ga層Sb、 GaAlPAs、 GaAlPSb、 Ga謹P、 GalnNAs、 GalnNSb、 GalnPAs、 GalnPSb、 InAlNP、 InAlNAs、 InAlNSb、 InAlPAs和InAlPSb 組成的組中的至少一種半導體材料形成。IV-VI族化合物半導體納米粒子可 由選自SnS、 SnSe、 SnTe、 PbS、 PbSe、 PbTe、 SnSeS、 SnSeTe、 SnSTe、 PbSeS、PbSeTe、 PbSTe、 SnPbS、 SnPbSe、 SnPbTe、 SnPbSSe、 SnPbSeTe和SnPbSTe組成的組中的至少 一種半導體材料形成。所述半導體或金屬材料可以均勻或 不均勻地分布在各個納米粒子內(nèi)。例如，當納米粒子具有核殼結(jié)構(gòu)或多層殼 結(jié)構(gòu)時，半導體或金屬材料的濃度可以在各個層內(nèi)變化。納米晶粒子可具有各種形狀。納米晶粒子的制備在本領域中是已知的， 例如見美國專利No. 5,505,928，其全部內(nèi)容在此引入作為參考。導電納米晶 粒子121在其表面上可涂覆有絕緣材料。納米晶層120可具有布置于絕緣基體(insulating matrix) 122內(nèi)的導電納 米晶粒子121。絕緣基體122可由與用于形成下絕緣層114的材料相同的材 料形成，例如，選自由Si02、 SiOxNv、 Zr02、 HfONx、 ZrONx、 Ti02、 Ta205、 La203、 Pr02、 Hf02、 HfSi02、 ZrSiCb和HfSiOxNy組成的組中的至少一種材 料。如圖1所示出的納米晶層120也可以由導電納米晶粒子121和絕緣納米 晶粒子122，形成，如圖3所示。盡管未示出，但納米晶層120可由涂覆有絕 緣材料的導電納米晶粒子121形成。圖1示出了單層的納米晶層120，不過 納米晶層120可具有多層結(jié)構(gòu)。第二絕緣層124形成于納米晶層120上。第二絕緣層124可由與用于形 成下絕緣層114的材料相同的材料形成，例如，選自由Si02、 SiOxNy、 Zr02、 Hf〇Nx、 ZrONx、 Ti02、 Ta205、 La203、 Pr02、 Hf02、 HfSi02、 ZrSi。2和HfSiOxNy 組成的組中的至少一種材料，但不限于此。用于保護信息存儲介質(zhì)100的表面的保護層126可進一步形成于第二絕 緣層124上。保護層126可由例如類金剛石碳(DLC)形成，或者可由各種 材料形成。潤滑劑128可被涂覆以減小與下面將要描述的信息讀/寫頭200(見 圖6 )的摩擦。在上述結(jié)構(gòu)中，當從信息讀/寫頭200發(fā)射并穿過第二絕緣層124的電子 被導電納米晶粒子121俘獲時，信息被記錄。此外，當由導電納米晶粒子121探測到時，信息被讀取。如此，在根據(jù)本實施例的信息存儲介質(zhì)100中，每 個導電納米晶粒子121對應于單元信息。因此可以實現(xiàn)約1Tb/ir^或更高的 記錄密度。同時，形成鐵電存儲介質(zhì)的記錄層所需的溫度約為50(TC或更高； 然而，形成根據(jù)本實施例的信息存儲介質(zhì)100的納米晶層120所需的溫度低 于鐵電存儲介質(zhì)的溫度，例如，約為35(TC或更低。此外，鐵電存儲介質(zhì)的記錄層的厚度為10至50nm;然而，根據(jù)本實施例的信息存儲介質(zhì)100中， 納米晶層120的厚度約為10nm或更小。因此，根據(jù)本實施例的信息存儲介 質(zhì)100與鐵電存儲介質(zhì)相比在經(jīng)濟上更為可行。下面將描述信息存儲介質(zhì)100的制造方法。圖2至圖5為示出根據(jù)本發(fā) 明一實施例的信息存儲介質(zhì)100的制造方法的剖面圖。參考圖2，導電層112和第一絕緣層114依次形成于襯底IIO上。導電 層112可由金屬形成。如上所述，第一絕緣層114可由選自Si02、 SiOxNy、 Zr02、 HfONx、 ZrONx、 Ti02、 Ta2Os、 La203、 Pr02、 Hf02、 HfSi02、 ZrSi02 和HfSiOxNy組成的組中的至少一種材料形成，但不限于此。參考圖3，導電納米晶粒子121和絕緣納米晶粒子122，的復合材料形成 于第一絕緣層114上。導電納米晶粒子121可俘獲電荷，且可由金屬或半導 體納米粒子形成。絕緣納米晶粒子122，可由與如上所述用于形成絕緣層114 或124的材料相同的材料形成。該復合材料可這樣形成在第一絕緣層114 的表面上施加包含導電納米晶粒子121和絕緣納米晶粒子122，的分散體，隨 后干燥。可選地，納米晶層120，可以利用下述方法形成。絕緣納米晶粒子 122，的分散體被施加于第一絕緣層114的表面，隨后干燥。接下來，導電納 米晶粒子121的分散體被施加于絕緣納米晶粒子122，的所得涂層，隨后干燥。 之后，包含絕緣納米晶粒子122，的分散體被施加以覆蓋導電納米晶粒子121， 隨后干燥，從而形成納米晶層120，。如圖4所示，當絕緣納米晶粒子122，在特定溫度例如約35(TC燒結(jié)時， 可以形成包含絕緣基體122和形成于絕緣基體122內(nèi)的導電納米晶121的納 米晶層120。盡管未示出，但納米晶層120的導電納米晶粒子121可在其表 面上涂覆有絕緣材料。參考圖5，第二絕緣層124形成于納米晶層120的表面上。第二絕緣層 124可由與用于形成第一絕緣層114的材料相同的材料形成。保護層126可 進一步形成于第二絕緣層124的表面上。保護層126可由例如DLC形成， 或者由各種材料形成。潤滑劑128可進一步涂敷在保護層126的表面上。在 圖2至圖5中，納米晶層120示為具有單層結(jié)構(gòu)。然而，本實施例不限于此， 納米晶層120可形成為具有多層結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在描述具有上述信息存儲介質(zhì)100的信息存儲設備。圖6為根據(jù)本發(fā) 明一實施例的信息存儲設備的透視圖。圖7為根據(jù)本發(fā)明一實施例，圖6的信息存儲設備的信息讀/寫頭200的透視放大圖。圖8為說明根據(jù)本發(fā)明一實 施例，圖6的信息存儲設備的剖面圖。參考圖6至圖8,根據(jù)本實施例的信息存儲設備包括信息存儲介質(zhì)100; 以及信息讀/寫頭200，其通過在信息存儲介質(zhì)100的表面之上移動以將信息 寫入信息存儲介質(zhì)100或者從信息存儲介質(zhì)100讀取信息。信息存儲介質(zhì)100 為碟狀并旋轉(zhuǎn)。信息存儲介質(zhì)100與圖1所示的信息存儲介質(zhì)100相同，因 此不再重復對其的描述。信息讀/寫頭200樞轉(zhuǎn)同時附著到擺動臂260的懸架 250,并從信息存儲介質(zhì)100的表面浮置。音圈馬達(VCM) 270驅(qū)動擺動 臂260。信息讀/寫頭200包括半導體襯底211，其包括面向信息存儲介質(zhì)100 的第一表面211a和接觸第一表面211a的端部的第二表面211b;溝道區(qū)212， 其從第一表面211a的該端部的中心部分朝第二表面211b延伸并摻雜有一定 濃度的摻雜劑；源極區(qū)213和漏極區(qū)214，形成于溝道區(qū)212的兩側(cè)上并摻 雜有濃度比溝道區(qū)212內(nèi)摻雜劑的濃度高的摻雜劑；絕緣膜220，其形成于 第二表面211b上所形成的溝道區(qū)212上；以及寫電極210,形成于絕緣膜 220上。半導體襯底211可以是硅襯底或者絕緣體上硅(SOI)襯底。半導體襯 底211摻雜有第一摻雜劑，且溝道區(qū)212和源極區(qū)213及漏極區(qū)214摻雜有 第二摻雜劑。如果第一摻雜劑為p型摻雜劑，則第二摻雜劑為n型摻雜劑， 以及如果第一摻雜劑為n型摻雜劑，則第二摻雜劑為p型摻雜劑。溝道區(qū)212從第一表面211a的端部的中心部分朝第二表面211b延伸。 溝道區(qū)212可僅延伸到第二表面211b的一部分，且不延伸到第二表面211b 的端部。源極區(qū)213和漏極區(qū)214分別形成于溝道區(qū)212的側(cè)部上，且可以 延伸到第二表面211b的端部。分別電連接到源極區(qū)213和漏極區(qū)214的第 一和第二電極215a和215b可以形成于第二表面211b上的源;f及區(qū)213和漏 才及區(qū)214上。當電壓施加于寫電極210與信息存儲介質(zhì)IOO的導電層112之間時，寫 電極210發(fā)射電子，且寫電極210 —般可由金屬形成。空氣支承面(air bearing surface, ABS)圖案216可形成于半導體襯底211的第一表面211a上，使得 信息讀/寫頭200可以從信息存儲介質(zhì)100的表面浮置。參考圖8，在具有上述結(jié)構(gòu)的信息存儲設備中，通過下述過程來記錄信息。在圖8中，附圖標記230表示讀耳又單元，該讀耳又單元包括溝道區(qū)212和 源極區(qū)213及漏極區(qū)214以用于讀取信息。當預定電壓施加于在信息讀/寫頭 200邊緣上形成的寫電極210與在信息存儲介質(zhì)100內(nèi)形成的導電層112之 間時，電子從寫電極210發(fā)射。由于隧穿效應，發(fā)射的電子穿過潤滑劑128、 保護層126和第二絕緣層124,并在達到納米晶層120時被俘獲在導電納米 晶粒子121內(nèi)。如此，通過導電納米晶粒子121來俘獲從寫電極210發(fā)射的 電子，信息被記錄在信息存儲介質(zhì)100內(nèi)。通過下述過程來讀取所記錄的信息。當信息讀/寫頭200的溝道區(qū)212 位于預定的導電納米晶粒子121之上時，由導電納米晶粒子121內(nèi)俘獲的電 子產(chǎn)生的電磁場改變溝道區(qū)212內(nèi)的多數(shù)載流子的數(shù)量，且多數(shù)載流子的變 化改變電阻，由此讀取信息。當極性與施加于寫電極210和導電層112之間 以讀取信息的電壓相反的電壓施加于寫電極210和導電層112之間時，導電 納米晶粒子121內(nèi)俘獲的電子移動到寫電極210，因此信息存儲介質(zhì)100內(nèi) 記錄的信息被擦除。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于信息存儲介質(zhì)包括可以俘獲電荷的導電納 米晶粒子，因此可以實現(xiàn)1Tb/in2或更高的記錄密度。此外，根據(jù)本發(fā)明實 施例的信息存儲介質(zhì)的記錄層可以在比用于形成鐵電存儲介質(zhì)的記錄層的 溫度更低的溫度下，形成為薄于鐵電存儲介質(zhì)的記錄層。因此，根據(jù)本發(fā)明 的信息存儲介質(zhì)與鐵電存儲介質(zhì)相比在經(jīng)濟上更為可行。盡管已經(jīng)參考本發(fā)明的示范性實施例具體示出和描述了本發(fā)明，但是本 領域普通技術人員應該理解，在不背離由所附權(quán)利要求所界定的本發(fā)明的精 神和范圍的前提下，可以進行形式和細節(jié)上的各種變化。
權(quán)利要求
1.一種信息存儲介質(zhì)，包括導電層；第一絕緣層，形成于該導電層的表面上；納米晶層，形成于該第一絕緣層上并包括導電納米晶粒子；以及第二絕緣層，形成于該納米晶層上。
2. 如權(quán)利要求1所述的信息存儲介質(zhì)，其中該納米晶層具有單層或多 層結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求1所述的信息存儲介質(zhì)，其中該導電納米晶粒子是金屬 納米粒子或半導體納米粒子。
4. 如權(quán)利要求3所述的信息存儲介質(zhì)，其中該金屬納米粒子由選自Pt、 Pd、 Ni、 Ru、 Co、 Cr、 Mo、 W、 Mn、 Fe、 Os、 Rh、 Ir、 Ta、 Au和Ag組成 的組中的至少 一種金屬形成。
5. 如權(quán)利要求3所述的信息存儲介質(zhì)，其中該半導體納米粒子由選自 IV族半導體、II-VI族化合物半導體、III-V族化合物半導體以及IV-VI族化 合物半導體組成的組中的至少 一種半導體形成。
6. 如權(quán)利要求5所述的信息存儲介質(zhì)，其中該IV族半導體納米粒子由 選自Si、 Ge、 SiC和SiGe組成的組中的半導體形成。
7. 如權(quán)利要求5所述的信息存儲介質(zhì)，其中該II-VI族化合物半導體納 米粒子由選自CdSe、 CdTe、 ZnS、 ZnSe、 ZnTe、 ZnO、 HgS、 HgSe、 HgTe、 CdSeS、 CdSeTe、 CdSTe、 ZnSeS、 ZnSeTe、 ZnSTe、 HgSeS、 HgSeTe、 IIgSTe、 CdZnS、 CdZnSe、 CdZnTe、 CdHgS、 CdHgSe、 CdHgTe、 HgZnS、 HgZnSe、 CdZnSeS、 CdZnSeTe、 CdZnSTe、 CdHgSeS、 CdHgSeTe、 CdHgSTe、 HgZnSeS、 HgZnSeTe和HgZnSTe組成的組中的至少一種半導體形成。
8. 如權(quán)利要求5所述的信息存儲介質(zhì)，其中該III-V族化合物半導體納 米粒子由選自GaN、 GaP、 GaAs、 GaSb、 A1N、 A1P、 AlAs、 AlSb、 InN、 InP、 InAs、 InSb、 GaNP、 GaNAs、 GaNSb、 GaPAs、 GaPSb、 A1NP、 AlNAs、 AlPAs、 AlPSb、 InNP、 InNAs、 InNSb、 InPAs、 InPSb、 GaAlNP、 GaAlNAs、 GaAlNSb、 GaAlPAs、 GaAlPSb、 GalnNP、 GalnNAs、 GalnNSb、 GalnPAs、 GalnPSb、 InAlNP、 InAlNAs、 InAlNSb、 InAlPAs和InAlPSb組成的組中的至少一種半導體形成。
9. 如權(quán)利要求5所述的信息存儲介質(zhì)，其中該IV-VI族化合物半導體 納米粒子由選自SnS、 SnSe、 SnTe、 PbS、 PbSe、 PbTe、 SnSeS、 SnSeTe、 SnSTe、 PbSeS、 PbSeTe、 PbSTe、 SnPbS、 SnPbSe、 SnPbTe、 SnPbSSe、 SnPbSeTe 和SnPbSTe組成的組中的至少一種半導體形成。
10. 如權(quán)利要求1所述的信息存儲介質(zhì)，其中該納米晶層包括絕緣基體， 該導電納米晶粒子分布在該絕緣基體內(nèi)。
11. 如權(quán)利要求IO所述的信息存儲介質(zhì)，其中該絕緣基體由選自Si02、 Si()xNy、 Zr02、 HfONx、 ZrONx、 Ti02、 Ta205、 La203、 Pr02、 Hf02、 HfSi02、 ZrSi02和HfSiOxNy組成的組中的至少一種形成。
12. 如權(quán)利要求10所述的信息存儲介質(zhì)，其中該納米晶層包括該導電 納米晶粒子和絕緣納米晶粒子。
13. 如權(quán)利要求1所述的信息存儲介質(zhì)，其中該導電納米晶粒子涂覆有 絕緣材料。
14. 如權(quán)利要求1所述的信息存儲介質(zhì)，其中該第一絕緣層和該第二絕 緣層中的每一個由選自Si02、 SiOxNv、 Zr02、 HfONx、 ZrONx、 Ti02、 Ta205、 La203、 Pr02、 Hf02、 HfSi02、 ZrSiCb和HfSiOxNy組成的組中的至少一種材 料形成。
15. 如權(quán)利要求1所述的信息存儲介質(zhì)，其中該導電層由金屬形成。
16. 如權(quán)利要求1所述的信息存儲介質(zhì)，還包括形成于該第二絕緣層上 的保護層。
17. 如權(quán)利要求16所述的信息存儲介質(zhì)，其中該保護層由類金剛石碳 形成。
18. 如權(quán)利要求16所述的信息存儲介質(zhì)，還包括涂覆在該保護層上的 潤滑劑。
19. 一種信息存儲介質(zhì)的制造方法，包括 在襯底的表面上形成導電層； 在該導電層上形成第一絕緣層；在該第 一絕緣層上形成具有導電納米晶粒子的納米晶層；以及 在該納米晶層上形成第二絕緣層。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中該納米晶層具有單層或多層結(jié)構(gòu)。
21. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中該導電納米晶粒子由金屬或半導體形成。
22. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中該納米晶層包括絕緣基體和分布 在該絕緣基體內(nèi)的該導電納米晶粒子。
23. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中該絕緣基體由選自Si02、 SiOxNy、 Zr02、 HfONx、 ZrONx、 Ti02、 Ta205、 La203、 Pr02、 Hf02、 HfSi02、 ZrSi02 和HffiiOxNy組成的組中的至少 一種形成。
24. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中形成該納米晶層包括在該第一 絕緣層上施加絕緣納米晶粒子和該導電納米晶粒子的分散體以形成涂層，以 及干燥該涂層。
25. 如權(quán)利要求24所述的方法，還包括燒結(jié)該絕緣納米晶粒子。
26. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中形成該納米晶層包括 在該第一絕緣層上施加絕緣納米晶粒子的第一分散體并干燥該第一分散體以形成絕緣納米晶涂層；在該絕緣納米晶涂層上施加該導電納米晶粒子的第二分散體并干燥該 第二分散體以形成導電納米晶涂層；以及在該導電納米晶涂層上施加該絕緣納米晶粒子的第三分散體并干燥該 第三分散體。
27. 如權(quán)利要求26所述的方法，還包括燒結(jié)該絕緣納米晶粒子。
28. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中該導電納米晶粒子涂覆有絕緣材料。
29. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中該第一絕緣層和該第二絕緣層中 的每一個由選自Si02、 SiOxNy、 Zr02、 HfONx、 ZrONx、 Ti02、 Ta205、 La203、 Pr02、 Hf02、 HfSi02、 ZrSiOz和HfSiOxNy組成的組中的至少一種材料形成。
30. 如權(quán)利要求19所述的方法，還包括在該第二絕緣層上形成保護層。
31. 如權(quán)利要求30所述的方法，還包括在該保護層上涂覆潤滑劑。
32. —種信息存儲設備，包括 信息存儲介質(zhì)；以及信息讀/寫頭，該信息讀/寫頭在該信息存儲介質(zhì)的表面之上移動以將信 息記錄在該信息存儲介質(zhì)內(nèi)或者從該信息存儲介質(zhì)讀取信息， 其中該信息存儲介質(zhì)包括導電層；第一絕緣層，形成于該導電層的表面上；納米晶層，形成于該第一絕緣層上并包括導電納米晶粒子；以及第二絕緣層，形成于該納米晶層上。
33. 如權(quán)利要求32所述的信息存儲設備，其中該納米晶層具有單層或 多層結(jié)構(gòu)。
34. 如權(quán)利要求32所述的信息存儲設備，其中該導電納米晶粒子由金 屬或半導體形成。
35. 如權(quán)利要求32所述的信息存儲設備，其中該納米晶層包括絕緣基 體，該導電納米晶粒子分布在該絕緣基體內(nèi)。
36. 如權(quán)利要求35所述的信息存儲設備，其中該絕緣基體由選自Si02、 SiOxNy、 Zr02、 HfONx、 ZrONx、 Ti02、 Ta205、 La203、 Pr02、 Hf02、 HfSi02、 ZrSi02和HfSiOxNy組成的組中的至少一種形成。
37. 如權(quán)利要求32所述的信息存儲設備，其中該納米晶層包括該導電 納米晶粒子和絕緣納米晶粒子。
38. 如權(quán)利要求32所述的信息存儲設備，其中導電納米晶粒子涂覆有 絕緣材料。
39. 如權(quán)利要求32所述的信息存儲設備，其中該第一絕緣層和該第二 絕緣層中的每一個由選自Si02、 SiOxNy、 Zr02、 HfONx、 ZrONx、 Ti02、 Ta205、 La203、 Pr02、 Hf02、 HfSi02、 ZrSi02和HfSiOxNy組成的組中的至少一種材 料形成。
40. 如權(quán)利要求32所述的信息存儲設備，其中該信息存儲介質(zhì)還包括 形成于該第二絕緣層上的保護層。
41. 如權(quán)利要求40所述的信息存儲設備，其中該信息存儲介質(zhì)還包括 涂覆在該保護層上的潤滑劑。
42. 如權(quán)利要求32所述的信息存儲設備，其中該信息讀/寫頭包括 半導體襯底，其包括面向該信息存儲介質(zhì)的第一表面和接觸該第 一表面的端部的第二表面；溝道區(qū)，其從該第 一表面的端部的中心部分朝該第二表面延伸并摻雜有 第一濃度的摻雜劑；源極區(qū)和漏極區(qū)，分別形成于該溝道區(qū)的側(cè)部上并摻雜有第二濃度的摻雜劑，該第二濃度高于該第一濃度；絕緣膜，形成于該第二表面上的溝道區(qū)上；以及 寫電極，形成于該絕緣膜上。
43. 如權(quán)利要求42所述的信息存儲設備，其中當電壓施加于該信息讀/ 寫頭的該寫電極和該信息存儲介質(zhì)的該導電層之間時，通過由該導電納米晶 粒子俘獲從該寫電極發(fā)射的電子來記錄信息。
44. 如權(quán)利要求42所述的信息存儲設備，其中通過探測該溝道區(qū)內(nèi)的 電阻變化來讀取信息，該電阻變化是由該導電納米晶粒子內(nèi)俘獲的電子所形 成的電》茲場產(chǎn)生的。
45. 如權(quán)利要求42所述的信息存儲設備，其中該半導體襯底是p型半 導體，且該溝道區(qū)、該源極區(qū)和該漏極區(qū)摻雜有n型摻雜劑。
46. 如權(quán)利要求42所述的信息存儲設備，其中該半導體襯底是n型半 導體，且該溝道區(qū)、該源極區(qū)和該漏極區(qū)摻雜有p型摻雜劑。
47. 如權(quán)利要求42所述的信息存儲設備，其中該第一電極和第二電極 分別形成于在該半導體襯底的第二表面上形成的該源極區(qū)和漏極區(qū)上。
48. 如權(quán)利要求42所述的信息存儲設備，其中空氣支承面圖案形成于 該半導體村底的第一表面上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種使用納米晶粒子的信息存儲介質(zhì)、該信息存儲介質(zhì)的制造方法以及包含該信息存儲介質(zhì)的信息存儲設備。該信息存儲介質(zhì)包括導電層；第一絕緣層，形成于該導電層上；納米晶層，形成于該第一絕緣層上并包括可以俘獲電荷的導電納米晶粒子；以及第二絕緣層，形成于該納米晶層上。
文檔編號G11B9/10GK101241727SQ200810005438
公開日2008年8月13日 申請日期2008年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日
發(fā)明者左圣薰, 張銀珠, 洪承范, 田信愛, 西蒙·比爾曼, 金容寬 申請人:三星電子株式會社