新型動態(tài)隨機存儲器設(shè)計與ZnO納米線-Si異質(zhì)結(jié)研究.pdf

1、本文主要包括“新型動態(tài)隨機存儲器設(shè)計”以及“ZnO納米線/Si異質(zhì)結(jié)的制備及特性研究”這兩個部分。
　　第一部分主要圍繞“新型動態(tài)隨機存儲器設(shè)計”的主題展開。傳統(tǒng)的動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)單元由一個存儲電容器和一個起開關(guān)作用的晶體管構(gòu)成。隨著器件尺寸的縮小，單元儲存電容卻不能過分降低，DRAM面臨成本升高，性能變差的問題。我們根據(jù)省去DRAM單元中外部存儲電容的思路，設(shè)計了一種基于隧穿場效應(yīng)晶體管的新型DRAM單元。通過二維

2、工藝以及器件模擬對新型DRAM單元進行了功能驗證，研究了它的各種操作下的電流情況、讀寫速度、浮柵內(nèi)的電勢變化情況、干擾以及保持特性。通過在存儲器單元結(jié)構(gòu)中引進隧穿場效應(yīng)晶體管，我們可以獲得最快達到2ns的寫入速度。同時該器件的操作電壓相對較低。通過工藝流程以及器件結(jié)構(gòu)優(yōu)化，我們可以實現(xiàn)超過107的讀取電流窗口。此外，器件的工藝和電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)單元是相兼容的，更利于器件的集成應(yīng)用。
　　第二部分主要圍繞“Zn

3、O納米線/Si異質(zhì)結(jié)的制備及特性研究”的主題展開。近年來隨著制備技術(shù)的進步，準(zhǔn)一維結(jié)構(gòu)的ZnO納米結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了優(yōu)異的載流子遷移率性能。如果要將ZnO納米結(jié)構(gòu)應(yīng)用到具體工藝生產(chǎn)中去，那么對于在Si襯底上ZnO納米結(jié)構(gòu)的生長方法以及特性研究就具有重要意義。本文中，我們首先研究了不同在Si襯底上生長ZnO籽晶層的方法:裹液-覆蓋法及原子層淀積法。在淀積了ZnO籽晶層之后，再通過水熱法來生長ZnO的納米線陣列。通過分析不同條件生長的籽晶層以及相

4、對應(yīng)生長的納米線陣列的SEM和XRD結(jié)果，我們對不同的生長方法進行了比較。此外，我們還研究了籽晶層退火對納米線性能的影響，發(fā)現(xiàn)在非晶籽晶層上生長的ZnO納米線具有更好的取向性。通過對不同溫度下的電流電壓測試結(jié)果進行分析，我們研究了n-ZnO納米線/p-Si異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的電學(xué)特性。通過對籽晶層工藝的優(yōu)化以及其它工藝參數(shù)的良好控制，我們得到的異質(zhì)結(jié)器件具有較高的電流開關(guān)比，在303K時可以達到2519。同時該異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)具有良好的擊穿特性，反向