全透明金屬量子點浮柵型存儲器研究

《全透明金屬量子點浮柵型存儲器研究》是依託中山大學，由裴艷麗擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：全透明金屬量子點浮柵型存儲器研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：裴艷麗
• 依託單位：中山大學

中文摘要

全透明非揮發存儲器是實現透明電路不可缺少的元器件。本項目在前期矽基金屬量子點浮柵型非揮發存儲器研究基礎上，提出了基於氧化物半導體透明薄膜電晶體的金屬量子點浮柵型全透明非揮發性存儲器，以存儲器柵疊層的能帶設計為指導，金屬量子點透明浮柵的形成為主線，擬開展以下研究工作：（1）通過自組裝的方法，採用低溫工藝，製備分布於透明絕緣介質膜中的高功函式金屬量子點浮柵結構，控制量子點的大小和密度，獲得高光透過率的同時，實現大存儲視窗、高電荷存儲可靠性；（2）控制氧化物半導體溝道薄膜質量及其與隧道柵氧化層的界面特性，實現高遷移率；（3）採用ITO等透明電極技術，最佳化電晶體製備工藝，實現全透明薄膜電晶體非揮發存儲器原型器件的製作。本項目可望獲得具有原始創新性和自主智慧財產權的新型透明薄膜電晶體非揮發性存儲器。

結題摘要

基於透明氧化物薄膜電晶體的透明電路及透明電子學日益受到重視，逐漸成為下一代積體電路發展的重要方向。作為透明電路的重要組成部分，非揮發存儲器不可或缺。本項目在前期矽基金屬量子浮柵型非揮發存儲器的基礎上，提出了基於氧化物半導體透明薄膜電晶體的金屬量子點浮柵型全透明非揮發存儲器，以實現透明高可靠性存儲單元。 項目執行期內具體的研究內容包括：（1）高遷移率、高穩定性氧化物薄膜電晶體的製備與輸運機理研究；（2）高透過率金屬量子點浮柵的製備；（3）基於氧化物薄膜電晶體的電荷俘獲型非揮發性存儲的製備與特性評價；（4）存儲機理研究；（5）基於氧化物半導體的透明新型非揮發存儲器研究； 項目執行期取得的重要研究成果、關鍵數據及其科學意義： （1）採用MOCVD技術，利用過渡金屬銦d軌道的高度擴展性，通過背溝道電漿處理，實現了場效應遷移率超過200cm2/Vs的氧化銦薄膜電晶體（TFT），比目前主流的IGZO-TFT的遷移率高出一個數量級，其成果發表在IEEE EDL雜誌上；項目組採用遷移率邊導電機制，利用變溫霍爾效應，解釋了高遷移率的電輸運機制； （2）研究了溝道層厚度對IGZO-TFT穩定性和源漏電阻的影響，提出了厚度對TFT穩定性影響機制； （3）製備了基於IGZO-TFT的金屬量子點浮柵和多層介質層浮柵的電荷俘獲型非揮發存儲器，獲得了大存儲視窗，高存儲可靠性的存儲特性，其成果發表在IEEE TED上。 （4）研究了基於IGZO的阻變非揮發存儲器，分析了阻變機制和均勻性機制，為與氧化物透明電路兼容的新型透明非揮發存儲器研究奠定了基礎； 該項目執行期間共發表SCI論文9篇，申請發明專利4項，培養博士生4人，其中2人已經獲得博士學位，碩士生4人，其中2人獲得碩士學位。