利用嵌入式超小铂纳米颗粒作为闪存忆阻器存储单元中的电荷捕获层

摘要： 本研究开发了一种通过原子层沉积（ALD）技术制备高度可控且均匀分散金属纳米粒子的方法。研究展示了全ALD生长的薄膜闪存（TFFM）单元及其应用——以超小铂纳米粒子（Pt-NPs）作为电荷捕获层和控制隧道氧化层。这些超小Pt-NPs尺寸介于2.3至2.6纳米之间，粒子密度约为2.5×1013 cm?2。研究探究了嵌入存储层的Pt-NPs对电荷存储的影响，通过TFFM的电学特性观测到超小Pt-NPs在存储层中的电荷效应，并采用高分辨率扫描电子显微镜（HR-SEM）观察Pt-NPs。存储效应通过IDS-VDS和IDS-VGS曲线的迟滞现象得以显现。TFFM单元的电荷存储能力表明，ALD生长的Pt-NPs与ZnO层结合可视为存储器件的有希望候选方案。此外，ZnO TFFM展现出高达52个数量级的ION/IOFF比（Vgs曲线）。制备的TFFM呈现明显夹断效应并表现出n型场效应晶体管（FET）特性。研究还讨论了原子尺度可控Pt-NPs对器件性能提升的作用，指出ALD生长的Pt-NPs可作为替代量子点结构应用于纳米级电子器件。