在所述金屬納米粒子240的表面上。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)不使用表面活性劑時(shí)，所述金屬納米粒子240可以具有大約2.0到3.0nm的平均粒徑。根據(jù)另一實(shí)施例，當(dāng)使用單一種類(lèi)的表面活性劑時(shí)，所述金屬納米粒子可以具有大約1.3到1.6nm的平均粒徑。根據(jù)又一實(shí)施例，當(dāng)使用多重表面活性劑時(shí)，所述金屬納米粒子240可以具有大約0.5到1.2nm的平均粒徑。該實(shí)施例中的金屬納米粒子240的示例可以在先前描述的實(shí)施例中給出的示例中看到。
[0211]所述氮化物250可以在形成金屬納米粒子240的組合結(jié)構(gòu)上形成。所述氮化物250可以填充彼此間隔排列的金屬納米粒子240之間的空隙。
[0212]根據(jù)第二實(shí)施例的所述改進(jìn)的電荷捕獲層可以具有垂直多重堆疊結(jié)構(gòu)。換句話說(shuō)，所述納米結(jié)構(gòu)可以具有堆疊式結(jié)構(gòu)，其中包括連接基團(tuán)224及電介質(zhì)粒子載體222的載體層220和納米粒子層交替并重復(fù)堆疊。
[0213]根據(jù)所述實(shí)施例，由于電荷捕獲存儲(chǔ)裝置包括電荷捕獲層，其由非常細(xì)小并具有均勻的粒子尺寸的高密度納米粒子形成，所述電荷捕獲存儲(chǔ)裝置可以按比例縮小以降低能量消耗。同樣，即使當(dāng)按比例縮小時(shí)，所述電荷捕獲存儲(chǔ)裝置具有良好的操作穩(wěn)定性、再生性及可靠性。同樣，由于納米粒子與絕緣連接基團(tuán)固定，所述納米粒子具有良好的物理穩(wěn)定性并防止存儲(chǔ)的電荷丟失，即使當(dāng)隧穿層被損壞。
[0214]根據(jù)所述實(shí)施例，電荷捕獲層的納米粒子通過(guò)由使用連接基團(tuán)并向金屬離子層施加能量的形成金屬粒子層的簡(jiǎn)單過(guò)程直接形成。由于該過(guò)程，形成非常細(xì)小、尺寸均勻、高密度的納米粒子是可能的。同樣，由于在原地形成所述電荷捕獲層的納米粒子，原料的消耗浪費(fèi)可以最小化。
[0215]盡管已經(jīng)為了說(shuō)明性目的描述了各種實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，在不脫離由以下權(quán)利要求限定的公開(kāi)的范圍和精神的前提下，可以做出多種改變和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種非易失性存儲(chǔ)裝置，其包含: 適合捕獲柔性襯底上方的電荷的電荷捕獲層， 其中所述電荷捕獲層包含: 在所述柔性襯底上方形成的連接層，其中所述連接層包括適合結(jié)合金屬離子的多重連接基團(tuán)； 金屬納米粒子，其在所述連接層上方、由所述金屬離子形成；以及 埋藏所述金屬納米粒子的氮化物層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中所述柔性襯底包含作為表面層的有機(jī)材料，包含羥基(-0H)官能團(tuán)的所述有機(jī)材料能夠結(jié)合到所述連接基團(tuán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中所述柔性襯底是包括選自聚對(duì)苯二甲酸(PET)、聚萘二甲酸(PEN)、聚酰亞胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、三醋酸纖維素(TAC)、聚醚砜(PES)及聚二甲基硅氧烷(PDMS)中的一種或兩種或多種的混合物的聚合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，進(jìn)一步包含: 插入在所述柔性襯底和所述電荷捕獲層之間的第一氧化物； 在所述電荷捕獲層上方形成的第二氧化物；以及 在所述第二氧化物上方形成的柵極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中所述連接基團(tuán)是結(jié)合到所述柔性襯底的表面上的有機(jī)分子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中所述電荷捕獲層進(jìn)一步包含結(jié)合到所述金屬離子或所述金屬納米粒子上的一種或多種類(lèi)型的有機(jī)表面活性劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中所述有機(jī)表面活性劑是含氮有機(jī)材料或含硫有機(jī)材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中所述有機(jī)表面活性劑包含不同類(lèi)型的第一有機(jī)材料和第二有機(jī)材料，并且 所述第一有機(jī)材料是含氮有機(jī)材料或含硫有機(jī)材料，以及 所述第二有機(jī)材料是基于催化劑的相變有機(jī)材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中所述金屬納米粒子具有大約0.5到3.0nm的平均粒徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中所述金屬納米粒子具有大約± 20 %或更小的粒子半徑標(biāo)準(zhǔn)差。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中所述連接層是形成在所述襯底上的有機(jī)分子的自組裝單分子層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中，所述連接層是具有選自胺基(-NH2)、羧基(-COOH)及硫醇基(-SH)中的至少一個(gè)官能團(tuán)的硅烷化合物層。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中，所述連接基團(tuán)的每一個(gè)包含: 結(jié)合到所述襯底的表面上的第一官能團(tuán)； 結(jié)合到所述金屬離子的第二官能團(tuán)；以及 用于將所述第一官能團(tuán)和所述第二官能團(tuán)彼此耦接的鏈群。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中，所述金屬納米粒子選自金屬納米粒子、金屬氧化物納米粒子、金屬氮化物納米粒子、金屬碳化物納米粒子及金屬互化物納米粒子。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中，所述金屬納米粒子彼此間隔排列以形成一個(gè)金屬納米粒子厚度的單層。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中，所述電荷捕獲層具有垂直的多重堆疊結(jié)構(gòu)，其中所述連接層和由所述金屬納米粒子形成的納米粒子層交替并重復(fù)堆疊。
17.一種非易失性存儲(chǔ)裝置，包含: 適合捕獲柔性襯底上的電荷的電荷捕獲層， 其中所述電荷捕獲層包含: 在所述柔性襯底上方形成的電介質(zhì)粒子載體； 在所述電介質(zhì)粒子載體上方形成的連接基團(tuán)，其中所述連接基團(tuán)適合結(jié)合金屬離子；以及 由所述金屬離子形成的金屬納米粒子。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中，所述柔性襯底包含作為表面層的有機(jī)材料，所述有機(jī)材料包括羥基官能團(tuán)(-0H)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中，所述柔性襯底是包括選自聚對(duì)苯二甲酸(PET)、聚萘二甲酸(PEN)、聚酰亞胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、三醋酸纖維素(TAC)、聚醚砜(PES)及聚二甲基硅氧烷(PDMS)中的一種或兩種或多種的混合物的聚合物。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，進(jìn)一步包含: 插入到所述柔性襯底和所述電荷捕獲層之間的第一氧化物； 在所述電荷捕獲層上方形成的第二氧化物；以及 在所述第二氧化物上方形成的柵極。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中，所述電介質(zhì)粒子載體形成一個(gè)或多個(gè)電介質(zhì)粒子載體厚度的層。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中，每個(gè)所述連接基團(tuán)均包含選自適合結(jié)合至所述金屬離子的胺基(-NH2)、羧基(-COOH)及硫醇基(-SH)的官能團(tuán)。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中，所述電荷捕獲層進(jìn)一步包含結(jié)合到所述金屬離子或所述金屬納米粒子的一種或多種類(lèi)型的有機(jī)表面活性劑。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中，所述有機(jī)表面活性劑是含氮有機(jī)材料或含硫有機(jī)材料。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中，所述有機(jī)表面活性劑包含不同類(lèi)型的第一有機(jī)材料和第二有機(jī)材料，并且 所述第一有機(jī)材料是含氮有機(jī)材料或含硫有機(jī)材料，以及 所述第二有機(jī)材料是基于催化劑的相變有機(jī)材料。
26.根據(jù)權(quán)利要求17所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中，所述金屬納米粒子具有大約0.5到3.0nm的平均粒徑。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中，所述金屬納米粒子具有大約± 20 %或更小的粒子半徑標(biāo)準(zhǔn)差。
28.根據(jù)權(quán)利要求17所述的非易失性存儲(chǔ)裝置，其中，所述金屬納米粒子選自金屬納米粒子、金屬氧化物納米粒子、金屬氮化物納米粒子、金屬碳化物納米粒子及金屬互化物納米粒子。
29.一種用于制造非易失性存儲(chǔ)裝置的方法，包含: 形成柔性襯底； 在所述柔性襯底上方形成隧穿層；以及 在所述隧穿層上方形成電荷捕獲層， 其中，形成所述電荷捕獲層包含: 在所述隧穿層上方形成包括多重連接基團(tuán)的連接層； 在所述連接層上方形成金屬離子； 由所述金屬離子形成金屬納米粒子；以及 在所述金屬納米粒子上方形成氮化物。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，形成所述柔性襯底包含: 在所述柔性襯底的表面上形成有機(jī)材料，所述有機(jī)材料包括適合結(jié)合至所述連接基團(tuán)的羥基官能團(tuán)(-OH)。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，通過(guò)所述金屬離子的還原和生長(zhǎng)而形成所述金屬納米粒子。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，形成所述金屬納米粒子包含: 向所述金屬離子施加能量。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，進(jìn)一步包含: 在施加能量之前或過(guò)程中，提供一種或多種類(lèi)型的有機(jī)表面活性劑。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，進(jìn)一步包含: 在形成所述氮化物之前，移除保留在所述金屬納米粒子的表面上的所述有機(jī)表面活性劑。
35.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，通過(guò)向所述襯底的表面施加連接基團(tuán)溶液而形成所述連接層。
36.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，通過(guò)使用包含連接基團(tuán)的氣體的原子層沉積(ALD)形成所述連接層。
37.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述連接層包含選自胺基(-NH2)、羧基(-COOH)基硫醇基(-SH)的一種官能團(tuán)。
38.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，形成所述金屬離子包含: 使金屬前體與結(jié)合所述連接基團(tuán)的結(jié)構(gòu)接觸。
39.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，形成所述金屬離子包含: 向結(jié)合所述連接基團(tuán)的結(jié)構(gòu)施加溶解金屬前體的金屬前體溶液，或向結(jié)合所述連接基團(tuán)的結(jié)構(gòu)提供氣相金屬前體。
40.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述能量是選自熱能、化學(xué)能、光能、振動(dòng)能、離子束能、電子束能和輻射能中的至少一種。
41.一種制造非易失性存儲(chǔ)裝置的方法，包含: 形成柔性襯底； 在所述柔性襯底上方形成隧穿層；以及 在所述隧穿層上方形成電荷捕獲層， 其中，形成所述電荷捕獲層包含: 在所述隧穿層上方形成電介質(zhì)粒子載體； 在所述電介質(zhì)粒子載體上方形成連接基團(tuán)； 將金屬離子結(jié)合到所述連接基團(tuán)； 由所述金屬離子形成金屬納米粒子；以及 在包括所述金屬納米粒子的結(jié)構(gòu)上方形成氮化物。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，形成柔性襯底包含: 在所述柔性襯底的表面上形成有機(jī)材料，并且所述有機(jī)材料包括適合結(jié)合至所述連接基團(tuán)的羥基官能團(tuán)(-0H)。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，形成所述電介質(zhì)粒子載體及所述連接基團(tuán)包含: 通過(guò)在溶液中混合電介質(zhì)材料粒子和連接基團(tuán)制備載體材料；以及 利用所述載體材料涂覆所述襯底或?qū)⑺鲚d體材料沉積在所述柔性襯底上。
44.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，通過(guò)所述金屬離子的還原及生長(zhǎng)而形成所述金屬納米粒子。
45.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中形成所述金屬納米粒子包含: 向所述金屬離子施加能量。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，進(jìn)一步包含: 在施加能量之前或過(guò)程中，提供一種或多種類(lèi)型的有機(jī)表面活性劑。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，進(jìn)一步包含: 在形成所述氮化物之前，移除保留在所述金屬納米粒子的表面上的所述有機(jī)表面活性劑。
48.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，每個(gè)所述連接基團(tuán)均包含選自適合結(jié)合至所述金屬離子的胺基(-NH2)、羧基(-COOH)和硫醇基(-SH)的官能團(tuán)。
49.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，形成所述金屬離子包含: 使金屬前體與結(jié)合所述連接基團(tuán)的結(jié)構(gòu)接觸。
50.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，形成所述金屬離子包含: 向所述連接基團(tuán)施加溶解所述金屬前體的金屬前體溶液，或向所述連接基團(tuán)提供氣相金屬前體。
51.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中，所述能量是選自熱能、化學(xué)能、光能、振動(dòng)能、離子束能、電子束能及輻射能中的至少一種。
【專(zhuān)利摘要】一種非易失性存儲(chǔ)裝置包括：用于捕獲柔性襯底上的電荷的電荷捕獲層，其中所述電荷捕獲層包括：在所述柔性襯底上形成的并且包括將結(jié)合到金屬離子的連接基團(tuán)的連接層；在連接層上由金屬離子形成金屬納米粒子；以及填充金屬納米粒子之間的間隙的氮化物。
【IPC分類(lèi)】H01L21-8247, H01L27-115
【公開(kāi)號(hào)】CN104733466
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410806526
【發(fā)明人】金俊亨
【申請(qǐng)人】Sk新技術(shù)株式會(huì)社
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2014年12月19日
【公告號(hào)】US20150179820