[发明专利]一种基于纳米浮栅有机场效应晶体管存储器及制备方法

权利要求书

1.一种基于纳米浮栅有机场效应晶体管存储器，其特征在于：从上至下依次包括源漏电极(5)、半导体层(4)、电荷存储层(3)、栅绝缘层(2)、衬底(1)；所述存储器实现了光擦除；其中所述电荷存储层(3)由遂穿层和纳米浮栅共同组成；所述电荷存储层(3)是由基于多苯基取代的萘环有机小分子材料与疏水性高介电常数绝缘材料制备而成；所述的存储器的下部分还包括形成于衬底(1)上的栅电极，所述的存储器采用的是底栅顶接触的器件结构。

2.根据权利要求1所述的晶体管存储器，其特征在于：所述的衬底(1)选自：高掺杂硅片、玻璃片或塑料PET；所述的栅绝缘层(2)采用的材料为二氧化硅、氧化铝、氧化锆、聚苯乙烯或聚乙烯吡咯烷酮；所述栅电极选自高掺杂硅、铝、铜、银、金、钛或钽；所述浮栅结构为小分子纳米浮栅或金属纳米浮栅；所述的半导体层(4)采用的材料为并五苯、并四苯、钛青铜、氟化钛青铜、红莹烯、并三苯或3-己基噻吩；所述的源漏电极(5)材料为金属Cu或Au；所述的有机小分子材料为萘环化合物，所述的疏水性高介电常数绝缘材料为聚苯乙烯。

3.根据权利要求2所述的晶体管存储器，其特征在于所述萘环化合物的分子通式I如下：

4.根据权利要求3所述的晶体管存储器，其特征在于：所述萘环化合物可以为如下任意分子结构：

5.根据权利要求4所述的晶体管存储器，其特征在于：所述的萘环化合物和聚苯乙烯的复合薄膜作为电荷捕获层的混合摩尔比为9:1,所述的薄膜厚度为15-45nm。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的晶体管存储器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a：配置具有优异电荷捕获能力的易溶性萘环小分子和疏水性高介电常数聚合物，溶于疏水性溶剂甲苯中，两者浓度均为3mg/ml，并将掺杂10％的聚苯乙烯与萘环化合物共混.通过80KHz超声5-10min，静置5-10min让其充分混合均匀；

b：选择合适的衬底(1)材料硅晶圆作为基片，并在衬底上形成栅电极和第一类栅绝缘层(2)，第一类栅绝缘层(2)SiO₂是通过热蒸发形成的，其厚度为100-300nm，清洗干净基片后烘干；

c：将烘干后冷却的洁净的基片放在紫外臭氧中处理5min；

d：将步骤c中的基片上面旋涂步骤a配置好的共混溶液形成一层电荷存储层(3)，随后将旋涂好的样品放入80℃烘干，厚度为15nm；

e：在步骤d中干燥冷却后的样品真空蒸镀半导体层(4)和源漏电极(5)。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述存储器存储层的材料的制备过程是将有机小分子材料与疏水性的高介电常数绝缘材料共混进行一体化构造工艺；通过溶液旋涂的方法来制备高密度、高质量，均匀的有机纳米晶体薄膜。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤d旋涂条件参数为：3000rps，时间为30s，薄膜厚度控制在15nm，旋涂在空气中进行并且空气湿度控制在60％以下。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述栅绝缘层(2)厚度为50-300nm；所述半导体层(4)采用的是热真空蒸镀成膜法，成膜蒸镀速率为真空度控制在5x10^-4Pa以下，晶振控制厚度在40nm-50nm；所述的源漏电极(5)蒸镀速率厚度为40-80nm。