Au纳米颗粒结构参数优化制备高性能纳米晶存储器

摘要

高性能纳米晶存储器是下一代非易失性存储器的潜在候选者,而纳米颗粒结构参数严重影响纳米晶存储器的性能。结合射频磁控溅射和快速热退火技术制备了四组不同平均尺寸和数密度的Au纳米颗粒,颗粒平均尺寸为4.6~17.3 nm,数密度为1.4×10^(11)~1×10^(12)cm^(-2)。而后在此基础上以Au纳米颗粒作为器件的存储层,制备了四组Al/TaN/HfO_(2)/Au-纳米晶(NC)/SiO_(2)/Si结构的纳米晶存储器,研究并分析了不同结构参数Au纳米颗粒对器件存储性能的影响。结果表明,当Au纳米颗粒平均尺寸约为8 nm、数密度约为6.3×10^(11)cm^(-2)时,纳米晶存储器在±12 V的扫描电压范围内获得了高达11.8 V的存储窗口,存储容量最大,且预计器件在10年后的电荷损失率约为24%,具有较好的电荷保持特性。