[发明专利]一种基于自组装隧穿层的浮栅型光电晶体管存储器及其制备方法

权利要求书

1.一种自组装隧穿层的浮栅型光电晶体管存储器，其特征在于：包括基底、绝缘层、浮栅层、隧穿层、半导体层和顶部源漏电极；所述绝缘层生长在所述基底上，所述浮栅层生长在所述绝缘层上，所述隧穿层紧密包裹于所述浮栅层外部，所述半导体层生长在所述隧穿层上，所述顶部源漏电极生长在所述半导体层上。

2.根据权利要求1所述的一种自组装隧穿层的浮栅型光电晶体管存储器，其特征在于：所述基底材料能够选择硅、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚二甲基硅氧烷。

3.根据权利要求1所述的一种自组装隧穿层的浮栅型光电晶体管存储器，其特征在于：所述绝缘层材料能够选择氧化物、氮化镓、碳化硅或有机聚合物。

4.根据权利要求1所述的一种自组装隧穿层的浮栅型光电晶体管存储器，其特征在于：所述浮栅层采用的是离散的钙钛矿纳米颗粒材料，用以作为电荷捕获中心；所述浮栅层通过旋涂工艺沉积制成，其粒子尺寸为10-80 nm。

5.根据权利要求1所述的一种自组装隧穿层的浮栅型光电晶体管存储器，其特征在于：所述隧穿层为低聚二氧化硅，紧密包裹于所述浮栅层材料外部，其厚度为20-200 nm。

6.根据权利要求5所述的一种自组装隧穿层的浮栅型光电晶体管存储器，其特征在于：所述低聚二氧化硅是通过将四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷利用旋涂工艺沉积后，在湿度退火处理下发生水解自组装形成。

7.根据权利要求1所述的一种自组装隧穿层的浮栅型光电晶体管存储器，其特征在于：所述半导体层材料为有机聚合物半导体材料，其厚度为100-500 nm。

8.根据权利要求1所述的一种自组装隧穿层的浮栅型光电晶体管存储器，其特征在于：所述顶部源漏电极所用材料为氧化铟锡、金、铝或银，其厚度为50-100 nm。

9.一种根据权利要求1至8任一项所述的一种自组装隧穿层的浮栅型光电晶体管存储器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：将钙钛矿纳米颗粒溶液与四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷共混，其共混体积比为2:1-1:3，制备出浮栅层溶液；

步骤S2：具有绝缘层的基底经过清洗及等离子处理后，将浮栅层溶液通过旋涂工艺沉积于基底之上，并在湿度环境下退火，其旋涂转速为1000-3000 rpm，其旋涂时间为45-60s，其退火条件为湿度70-80%，温度50-70℃，时间10-30 min；四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷发生水解自组装形成低聚二氧化硅，包裹于钙钛矿纳米颗粒表面，进而形成浮栅层及隧穿层；

步骤S3：将四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷通过旋涂工艺旋涂于步骤S2得到的隧穿层上，并在湿度环境下退火，处理参数与步骤S2一致；通过调节重复步骤S3的次数，重复次数范围为0-4次，用以控制自组装形成的隧穿层的厚度；

步骤S4：在步骤S2或步骤S3得到的隧穿层上通过旋涂工艺旋涂有机聚合物半导体材料，退火制得半导体层；

步骤S5：在步骤S4得到的半导体层上通过热蒸镀的方法制备源漏电极，得到自组装隧穿层的浮栅型光电晶体管存储器。

10.根据权利要求9所述的一种自组装隧穿层的浮栅型光电晶体管存储器的制备方法，其特征在于：步骤S3中所述隧穿层通过旋涂工艺沉积制成，其转数为1000-3000 rpm，其旋涂时间为45-60 s，其退火条件为湿度70-80%，温度50-70 ℃，时间10-30 min。