專利名稱：背電極結(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，特別涉及一種背電極結(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的研究，對透明電子學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)簡單意義重大的背電極結(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)方案為一種背電極結(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柵電極、第一絕緣介質(zhì)層、金屬量子點浮柵層、第二絕緣介質(zhì)層、ZnO基溝道層與鈍化層；所述第二絕緣介質(zhì)層上還生長有源電極與漏電極，所述源電極與漏電極同時分布在ZnO基溝道層的兩側(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、銦鎵鋅金屬氧化物、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)層為電荷阻擋層，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)層為電荷隧穿層，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，所述源電極、漏電極、柵電極采用銦錫金屬氧化物或摻鋁氧化鋅或摻鎵氧化鋅材料制成。一種背電極結(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、刻蝕形成背電
極；
3)在柵電極上沉積第一絕緣介質(zhì)層作為電荷阻擋層；
4)在第一絕緣介質(zhì)層上沉積金屬量子點浮柵層；經(jīng)涂膠、曝光、刻蝕將金屬量子點浮柵層加工成浮柵圖形；
5)在金屬量子點浮柵層上沉積第二絕緣介質(zhì)層作為電荷隧穿層；
6)在第二絕緣介質(zhì)層上沉積ZnO基透明半導體薄膜層；涂上一層光刻膠，然后掩膜、曝光、刻蝕形成ZnO基溝道層；
7)在第二絕緣介質(zhì)層上沉積ITO透明電極，采用lift-off方式，形成源電極、漏電極圖形，分布在ZnO基溝道層的兩側(cè)；
8)在ZnO基溝道層上沉積鈍化層；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)明涉及一種背電極結(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)明背電極結(jié)構(gòu)的ZnO基全透明非揮發(fā)存儲器的截面示意圖2-圖9是本發(fā)明背電極結(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。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但發(fā)明的實施方式不限于此。如圖1所示，一種背電極結(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上的柵電極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、ZnO基溝道層6與鈍化層7。第二絕緣介質(zhì)層5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6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6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為電荷阻擋層，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為電荷遂穿層，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2采用納米銦錫金屬氧化物或摻鋁氧化鋅材料制成。一種背電極結(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)在襯底上上沉積ITO透明電極形成柵電極2；柵電極2經(jīng)涂膠、曝光、刻蝕形成背電
極；
3)在柵電極2上沉積第一絕緣介質(zhì)層3作為電荷阻擋層；
4)在第一絕緣介質(zhì)層3上沉積金屬量子點浮柵層4；
5)在金屬量子點浮柵層4上沉積第二絕緣介質(zhì)層5作為電荷隧穿層；第二絕緣介質(zhì)層 5經(jīng)涂膠、曝光、刻蝕形成柵疊層；
6)在第二絕緣介質(zhì)層5沉積ZnO基透明半導體薄膜層；涂上一層光刻膠，然后掩膜、曝光、刻蝕形成ZnO基溝道層6;
7)在第二絕緣介質(zhì)層5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)；
8)在ZnO基溝道層2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) -8)中所采用的沉積方法為磁控濺射方法或者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
1.一種背電極結(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)上的柵電極O)、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)、Zn0基溝道層(6)與鈍化層(7)；所述第二絕緣介質(zhì)層(5)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(6)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所述的背電極結(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所述的背電極結(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(6)采用氧化鋅、銦鎵鋅金屬氧化物、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所述的背電極結(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)為電荷阻擋層，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所述的背電極結(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)為電荷隧穿層，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所述的背電極結(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所述的背電極結(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(2)采用銦錫金屬氧化物、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所述的背電極結(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ITO透明電極形成柵電極(2)；所述柵電極(2)經(jīng)涂膠、曝光、刻蝕形成背電極；[3 )在柵電極(2 )上沉積第一絕緣介質(zhì)層(3 )作為電荷阻擋層；[4)在第一絕緣介質(zhì)層(3)上沉積金屬量子點浮柵層(4);所述金屬量子點浮柵層(4)經(jīng)涂膠、曝光、刻蝕形成浮柵結(jié)構(gòu)；[5)在金屬量子點浮柵層(4)上沉積第二絕緣介質(zhì)層(5)作為電荷隧穿層；；[6)在第二絕緣介質(zhì)層(5)上沉積ZnO基透明半導體薄膜層；涂上一層光刻膠，然后掩膜、曝光、刻蝕形成ZnO基溝道層(6)；[7)在第二絕緣介質(zhì)層(5)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(6)的兩側(cè)；[8)在ZnO基溝道層(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所述的背電極結(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ι所述的背電極結(jié)構(gòu)的SiO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)明公開了一種背電極結(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柵電極、第一絕緣介質(zhì)層、金屬量子點浮柵層、第二絕緣介質(zhì)層、ZnO基溝道層與鈍化層；所述第二絕緣介質(zhì)層上還生長有源電極與漏電極，所述源電極與漏電極同時分布在ZnO基溝道層的兩側(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H01L29/788GK102496631SQ20111038092
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