[发明专利]包括电荷捕获层的非易失性存储装置及其制造方法

权利要求书

1.一种非易失性存储装置，其包含：

适合捕获电荷的电荷捕获层，

其中所述电荷捕获层包含：

在衬底上方形成的连接层，其中所述连接层包括适合结合至金属离子的多重连接基团；

金属性纳米粒子，其在所述连接层上方、由所述金属离子形成；以及

覆盖所述金属性纳米粒子的氮化物；

其中每个所述金属性纳米粒子通过结合到连接层的金属离子之间的还原和生长而形成。

2.根据权利要求1所述的非易失性存储装置，其进一步包含：

插入在所述衬底和所述电荷捕获层之间的第一氧化物；

在所述电荷捕获层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栅极。

3.根据权利要求1所述的非易失性存储装置，其中所述连接基团是结合到所述衬底的表面上的有机分子。

4.根据权利要求1所述的非易失性存储装置，其中所述电荷捕获层进一步包含结合到所述金属离子或所述金属性纳米粒子上的一种或多种类型的有机表面活性剂。

5.根据权利要求4所述的非易失性存储装置，其中所述有机表面活性剂包括含氮有机材料或含硫有机材料。

6.根据权利要求4所述的非易失性存储装置，其中所述有机表面活性剂包含不同类型的第一有机材料和第二有机材料，并且

所述第一有机材料是含氮有机材料或含硫有机材料，以及

所述第二有机材料是相变催化剂类有机材料。

7.根据权利要求1所述的非易失性存储装置，其中所述金属性纳米粒子具有0.5-3.0nm的平均粒径。

8.根据权利要求7所述的非易失性存储装置，其中所述金属性纳米粒子具有±20％或更小的粒子半径标准差。

9.根据权利要求1所述的非易失性存储装置，其中所述连接层是形成在所述衬底上的有机分子的自组装单分子层。

10.根据权利要求1所述的非易失性存储装置，其中，所述连接层是具有选自胺基(-NH₂)、羧基(-COOH)及硫醇基(-SH)中的至少一个官能团的硅烷化合物层。

11.根据权利要求1所述的非易失性存储装置，其中，每个所述连接基团包含：

结合到所述衬底的表面上的第一官能团；

结合到所述金属离子的第二官能团；以及

用于将所述第一官能团和所述第二官能团彼此耦接的链式基团。

12.根据权利要求1所述的非易失性存储装置，其中，所述金属性纳米粒子选自金属纳米粒子、金属氧化物纳米粒子、金属氮化物纳米粒子、金属碳化物纳米粒子及金属互化物纳米粒子。

13.根据权利要求1所述的非易失性存储装置，其中，所述金属性纳米粒子彼此间隔排列以形成所述金属性纳米粒子的单层。

14.根据权利要求1所述的非易失性存储装置，其中，所述电荷捕获层具有垂直的多重堆叠结构，其中所述连接层和纳米粒子层交替并重复堆叠。

15.一种非易失性存储装置，其包含：

用于捕获电荷的电荷捕获层，

其中所述电荷捕获层包含：

在衬底上方形成的电介质粒子载体；

在所述电介质粒子载体上形成的适合结合金属离子的连接基团；以及

由金属离子形成的金属性纳米粒子；

其中每个所述金属性纳米粒子通过结合到连接层的金属离子之间的还原和生长而形成。