專利名稱：頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及透明電子器件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器及制備方法。
背景技術(shù)：
以顯示技術(shù)的飛速發(fā)展為契機，透明電路日益受到重視；透明電路逐步成為下一代集成電路發(fā)展的重要方向。一般電子電路以半導(dǎo)體Si為基礎(chǔ)，其邏輯運算、存儲等功能由IC、電阻、電容等電子元件組成，故一般電子電路不具有透明性。與此相對，透明電路可將整個電子系統(tǒng)集成在平板顯示上，即System on Panel (SoP),我們的生活因此而發(fā)生意想不到的變化。
目前，透明電路所需的透明晶體管以ZnO基薄膜晶體管(ZnO-TFT)為代表，而SiO 基薄膜晶體管已經(jīng)取得了突破性的進展，它的實現(xiàn)極大地推動了透明電子學(xué)的研究，對透明電子學(xué)來說具有里程碑的意義，迎來了透明電路發(fā)展的新契機。但是，目前的透明TFT只解決了邏輯的問題，而實現(xiàn)全透明電路所不可缺少的全透明非揮發(fā)性存儲器的研究還處于萌芽狀態(tài)。目前國內(nèi)尚無全透明非揮發(fā)性存儲器的問世。
綜上所述，目前全透明非揮發(fā)性存儲技術(shù)的不足之處在于尚無此類存儲器。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單意義重大的頂電極結(jié)構(gòu)的 ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器及制備方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器，包括透明襯底及依次生長在襯底上的ZnO基溝道層、第一絕緣介質(zhì)層、 金屬量子點浮柵層、第二絕緣介質(zhì)層、柵電極與鈍化層；所述襯底上還生長有源電極與漏電極，所述透明源電極與透明漏電極同時分布在ZnO基溝道層地兩側(cè)；所述鈍化層上開有接觸孔，所述接觸孔內(nèi)填充有ITO透明電極形成接觸電級。
優(yōu)選地，所述透明襯底采用透明玻璃、石英或塑料材料制成。
優(yōu)選地，所述ZnO基溝道層采用氧化鋅、銦鎵鋅氧化物、摻鋁氧化鋅、摻鎵氧化鋅或摻鎵、鋁氧化鋅材料制成。
優(yōu)選地，所述第一絕緣介質(zhì)層為電荷遂穿層，所述第一絕緣介質(zhì)層采用二氧化硅或氧化鋁制成透明絕緣介質(zhì)。
優(yōu)選地，所述第二絕緣介質(zhì)層為電荷阻擋層，所述第二絕緣介質(zhì)層采用二氧化硅或氧化鋁制成透明絕緣介質(zhì)。
優(yōu)選地，所述金屬量子點浮柵層為內(nèi)嵌金屬量子點的絕緣介質(zhì)層，且其厚度在納米量級；所述金屬量子點采用鎢、鈷或鉬材料制成；所述絕緣介質(zhì)采用二氧化硅、氮化硅或氧化鋁材料制成。
優(yōu)選地，所述源、漏、柵電極采用納米銦錫金屬氧化物、摻鋁氧化鋅或摻鎵氧化鋅材料制成。
一種如權(quán)利要求1-7所述的頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器的制備方法，包括如下步驟1)選用襯底，經(jīng)丙酮、乙醚和去離子水超聲清洗；2)在襯底上沉積ZnO基透明半導(dǎo)體薄膜層；涂上一層光刻膠，然后掩膜、曝光、刻蝕形成ZnO基溝道層；3)在襯底上沉積ITO透明電極，采用lift-off方式，形成源、漏電極圖形，分布在ZnO 基溝道層地兩側(cè)；4)在ZnO基溝道層上沉積第一絕緣介質(zhì)層作為電荷隧穿層；5)在第一絕緣介質(zhì)層上沉積金屬量子點浮柵層；6)在金屬量子點浮柵層上沉積第二絕緣介質(zhì)層作為電荷阻擋層；所述第一絕緣介質(zhì)層、金屬量子點浮柵層、第二絕緣介質(zhì)層經(jīng)涂膠、曝光、刻蝕形成柵疊層；7)在電荷阻擋層上沉積ITO透明電極形成柵電極；所述柵電極經(jīng)涂膠、曝光、刻蝕形成頂電極；8)在柵電極上沉積鈍化層；在鈍化層上涂膠、曝光、刻蝕形成接觸孔； 9 )在接觸孔內(nèi)填充ITO透明電極形成接觸電極。
優(yōu)選地，步驟2)-8)中所采用的沉積方法為磁控濺射方法、PECVD或者MOCVD方法。
優(yōu)選地，步驟5)中所述金屬量子點浮柵層的浮柵層厚度小于5nm，具有良好透光性。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果該發(fā)明涉及一種頂電極結(jié)構(gòu)的SiO 基全透明非揮發(fā)存儲器及制備方法，該發(fā)明將推動透明電路技術(shù)快速發(fā)展，促進全透明電路的制造，從而實現(xiàn)全透明的System on Panel，使得Sheet computer成為可能。


圖1是本發(fā)明頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器的截面示意圖；圖2-圖8是本發(fā)明頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器的生產(chǎn)流程示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的描述，但發(fā)明的實施方式不限于此。
如圖1所示，一種頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器，包括透明襯底1及依次生長在襯底1上的ZnO基溝道層2、第一絕緣介質(zhì)層3、金屬量子點浮柵層4、第二絕緣介質(zhì)層5、柵電極6與鈍化層7。襯底1上還生長有源電極8與漏電極9，源電極與漏電極 9同時分布在ZnO基溝道層2的兩側(cè)；鈍化層7上開有接觸孔71，接觸孔71內(nèi)填充有ITO 透明電極形成接觸電級72。該透明襯底1可由透明玻璃、石英或塑料等材料制成。ZnO基溝道層2采用氧化鋅、銦鎵鋅氧化物、摻鋁氧化鋅、摻鎵氧化鋅或摻鎵、鋁氧化鋅等材料制成。第一絕緣介質(zhì)層3為電荷遂穿層，第一絕緣介質(zhì)層3采用二氧化硅或氧化鋁等材料制成透明絕緣介質(zhì)。第二絕緣介質(zhì)層5為電荷阻擋層，第二絕緣介質(zhì)層4采用二氧化硅或氧化鋁等材料制成透明絕緣介質(zhì)。金屬量子點浮柵層4為內(nèi)嵌金屬量子點的絕緣介質(zhì)層，且其厚度在納米量級，其厚度小于5nm ；金屬量子點采用鎢、鈷或鉬材料制成；所述絕緣介質(zhì)采用二氧化硅、氮化硅或氧化鋁等材料制成。而源電極8、漏電極9、柵電極6采用納米銦錫金屬氧化物或摻鋁氧化鋅材料制成。
一種頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器的制備方法，包括如下步驟1)選用襯底1，經(jīng)丙酮、乙醚和去離子水超聲清洗；2)在襯底上沉積ZnO基透明半導(dǎo)體薄膜層；涂上一層光刻膠，然后掩膜、曝光、刻蝕形成ZnO基溝道層2;3)在襯底上沉積ITO透明電極，采用lift-off方式，形成源電極8、漏電極9圖形，分布在ZnO基溝道層2的兩側(cè)；4)在ZnO基溝道層上沉積第一絕緣介質(zhì)層3作為電荷隧穿層；5)在第一絕緣介質(zhì)層3上沉積金屬量子點浮柵層4；6)在金屬量子點浮柵層4上沉積第二絕緣介質(zhì)層5作為電荷阻擋層；第一絕緣介質(zhì)層 3、金屬量子點浮柵層4、第二絕緣介質(zhì)層5經(jīng)涂膠、曝光、刻蝕形成柵疊層；7)在第二絕緣介質(zhì)層5上沉積ITO透明電極形成柵電極6；柵電極6經(jīng)涂膠、曝光、刻蝕形成頂電極；8)在柵電極6上沉積鈍化層7；在鈍化層7上涂膠、曝光、刻蝕形成接觸孔71 ；9)在接觸孔71內(nèi)填充ITO透明電極形成接觸電極72。
其中，步驟2) -9)中所采用的沉積方法為磁控濺射方法、PECVD或者MOCVD方法。
步驟5)中金屬量子點浮柵層(4)的浮柵層厚度小于5nm，具有良好透光性。
上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍。即凡依本發(fā)明內(nèi)容所作的均等變化與修飾，都為本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器，其特征在于包括透明襯底(1)及依次生長在襯底(1)上的ZnO基溝道層(2)、第一絕緣介質(zhì)層(3)、金屬量子點浮柵層(4)、 第二絕緣介質(zhì)層(5)、柵電極(6)與鈍化層(7)；所述襯底(1)上還生長有源電極(8)與漏電極(9)，所述源電極與漏電極(9)同時分布在ZnO基溝道層O)的兩側(cè)；所述鈍化層(7) 上開有接觸孔(71)，所述接觸孔(71)內(nèi)填充有ITO透明電極形成接觸電級(72 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器，其特征在于所述透明襯底(1)采用透明玻璃、石英或塑料材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器，其特征在于所述ZnO基溝道層(2)采用氧化鋅、銦鎵鋅氧化物、摻鋁氧化鋅、摻鎵氧化鋅或摻鎵、鋁氧化鋅材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器，其特征在于所述第一絕緣介質(zhì)層(3)為電荷遂穿層，所述第一絕緣介質(zhì)層(3)采用二氧化硅或氧化鋁制成透明絕緣介質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器，其特征在于所述第二絕緣介質(zhì)層(5)為電荷阻擋層，所述第二絕緣介質(zhì)層(4)采用二氧化硅或氧化鋁制成透明絕緣介質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器，其特征在于所述金屬量子點浮柵層(4)為內(nèi)嵌金屬量子點的絕緣介質(zhì)層，且其厚度在納米量級；所述金屬量子點采用鎢、鈷或鉬材料制成；所述絕緣介質(zhì)采用二氧化硅、氮化硅或氧化鋁材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器，其特征在于所述源電極(8)、漏電極(9)、柵電極(6)采用納米銦錫金屬氧化物、摻鋁氧化鋅、或摻鎵氧化鋅材料制成。
8.—種如權(quán)利要求1-7所述的頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器的制備方法， 其特征在于包括如下步驟1)選用襯底(1)，經(jīng)丙酮、乙醚和去離子水超聲清洗；2)在襯底上沉積ZnO基透明半導(dǎo)體薄膜層；涂上一層光刻膠，然后掩膜、曝光、刻蝕形成ZnO基溝道層(2);3)在襯底上沉積ITO透明電極，采用lift-off方式，形成源電極(8)、漏電極(9)圖形， 分布在ZnO基溝道層(2)的兩側(cè)；4)在ZnO基溝道層上沉積第一絕緣介質(zhì)層(3)作為電荷隧穿層；5)在第一絕緣介質(zhì)層(3)上沉積金屬量子點浮柵層(4)；6)在金屬量子點浮柵層(4)上沉積第二絕緣介質(zhì)層(5)作為電荷阻擋層；第一絕緣層 (3)、金屬量子點浮柵層(4)、第二絕緣層(5)經(jīng)涂膠、曝光、刻蝕形成柵疊層；；7)在第二絕緣介質(zhì)層(5)上沉積ITO透明電極形成柵電極(6)；所述柵電極(6)經(jīng)涂膠、曝光、刻蝕形成頂電極；8)在柵電極(6)上沉積鈍化層(7);在鈍化層(7)上涂膠、曝光、 刻蝕形成接觸孔(71);
9 )在接觸孔(71)內(nèi)填充ITO透明電極形成接觸電極(72 )。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器的制備方法，其特征在于步驟2) -9)中所采用的沉積方法為磁控濺射方法、PECVD或者MOCVD方法。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器的制備方法，其特征在于步驟5)中所述金屬量子點浮柵層(4)的浮柵層厚度小于5nm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種頂電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器,包括透明襯底及依次生長在襯底上的ZnO基溝道層、第一絕緣介質(zhì)層、金屬量子點浮柵層、第二絕緣介質(zhì)層、柵電極與鈍化層；所述襯底上還生長有源電極與漏電極，所述透明源電極與透明漏電極同時分布在ZnO基溝道層地兩側(cè)；所述鈍化層上開有接觸孔，所述接觸孔內(nèi)填充有ITO透明電極形成接觸電級。該發(fā)明將推動透明電路技術(shù)快速發(fā)展，促進全透明電路的制造，從而實現(xiàn)全透明的SystemonPanel，使得Sheetcomputer成為可能。
文檔編號H01L29/45GK102496630SQ201110380830
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者王鋼, 范冰豐, 裴艷麗 申請人:中山大學(xué)