Si/ HfO 2 / 4L APTMS/ Pt NPs/ 2L APTMS/ HfO 2 / 4L APTMS/ Pt

特性

本實驗研究多層白金-二氧化矽核-殼奈米晶體記憶體的記憶特 性，而此元件的詳細製程如章節 3.3.7。

4.4.5.1 C-V 曲線的記憶效應(Memory effect)

如圖 3.39(a)所示，可以發現±5V 和±8V 情況下，記憶視窗為 1.6V 以及 3.2V，從文獻指出，多層奈米粒子的結構下，儲存電荷可能呈 現階段式變化，而且若每一層的奈米粒子的覆蓋密度及粒徑大小相 似，則 C-V 曲線在不同電壓下的記憶視窗將呈現倍數階段性關係，

而進一步討論，利用公式 4.1，計算奈米晶粒中儲存電荷密度，

如表 4.16 所示，在閘極電壓為±5V 時，其電荷密度為 2.86×10¹²cm^-2， 此值除以奈米粒子覆蓋密度 1.56×10¹²cm^-2，可以推測一個奈米粒子大 約 儲 存 1-2 個 電 荷 ， 在 閘 極 電 壓 為 ±8V 時 ， 其 電 荷 密 度 為 5.82×10¹²cm^-2，此值除以奈米粒子覆蓋密度 3.12×10¹²cm^-2，可以推測 一個奈米粒子大約儲存 2 個電荷。

4.4.5.2 閘極電壓對

^Δ

V

FB的影響

我們嘗試改變閘極電壓來觀察記憶體視窗(ΔV_FB)之變化，而閘極 電壓範圍從±2V~±9V，如圖 4.39(b)所示。可以發現第一階段電荷儲 存為±4V~±6V，記憶視窗對應為 1.6V 左右，而在±7.5V~±9V，記憶 視窗對應為 3.2V 左右。而從圖 4.40(a)，將圖 4.39(b)的平帶電壓的偏 移換算成記憶視窗，可以更明顯看出電荷儲存狀態具有階段性。

4.4.5.3 電荷保持力(Retention)特性分析

我們針對不同階段的電荷儲存狀況，選定施加電壓±5V 和±8V，

作電荷保持力討論，如圖 4.40(b)所示。在±5V 的情況下，大約在 100 秒時記憶視窗開始縮小，不過在 500 秒後則曲線開始趨近於飽和直到 10000 秒，而我們推估十年記憶視窗約為 1.1V，損失了 31.2%左右，

和單純的核殼奈米粒子的結構為 Si/ HfO₂/ 4L APTMS/ Pt NPs/ 2L APTMS/ HfO2相比 (電荷損失為 34.7%)，結果可以有效的抑制電荷流 失。在±8V 的情況下，也是在 100 秒時記憶視窗開始縮小，不過在

到十年，可得記憶視窗為 2.5V，損失了 21.9%左右，抑制電荷流失效 果相當不錯。

表4.1 不同熱處理溫度對Si/ SiO₂/ XL^#1 APTMS/ Au NPs 結構上，粒子覆蓋密 度之影響

400℃ 500℃ 600℃ 700℃

X=1 (1.03±0.71)x10¹² (7.89±0.69)x10¹¹ (2.24±0.37)x10¹¹ (3.21±1.20)x10¹⁰ X=2 (1.05±0.15)x10¹² (8.92±0.42)x10¹¹ (5.40±0.40)x10¹¹ (8.61±2.10)x10¹⁰ X=4 (1.25±0.09)x10¹² (1.05±0.05)x10¹² (8.47±0.56)x10¹¹ (4.20±2.31)x10¹¹

400℃ 500℃ 600℃ 700℃

X=1 6.2±0.4 7.5±0.5 13.4±1.4 17.2±1.6

X=2 6.1±0.8 6.9±0.3 9.9±1.7 15.5±1.4

X=4 5.8±0.5 6.0±0.5 7.0±0.3 12.3±1.5

表4.2 不同熱處理溫度對Si/ SiO₂/ XL^#1 APTMS/ Au NPs 結構上，粒徑之影響

#1 L=Layer (層數)

#1 L=Layer (層數)

400℃ 500℃ 600℃ 700℃

X=1 (7.41±1.03)x10¹¹ (6.65±0.98)x10¹¹ (5.87±0.52)x10¹¹ (4.26±5.10)x10¹⁰ X=2 (7.51±0.60)x10¹¹ (6.92±0.32)x10¹¹ (6.39±1.33)x10¹¹ (1.23±0.63)x10¹¹ X=4 (1.02±0.55)x10¹² (9.94±1.06)x10¹¹ (7.98±0.51)x10¹¹ (5.30±0.36)x10¹¹

表4.3 不同熱處理溫度對Si/ HfO₂/ XL^#1 APTMS/ Au NPs 結構上粒子覆蓋密 度之影響

400℃ 500℃ 600℃ 700℃

X=1 6.1±0.2 7.7±0.4 9.8±1.6 15.6±1.6

X=2 6.3±0.2 6.9±0.6 8.6±1.1 13.4±1.3

X=4 5.9±0.1 6.3±0.4 7.6±0.8 11.1±1.8

表4.4 不同熱處理溫度對Si/ HfO₂/ XL^#1 APTMS/ Au NPs 結構上粒徑之影響

#1 L=Layer (層數)

#1 L=Layer (層數)

Area SiO

₂

厚度(nm)

1L APTMS 1163 0.24

2L APTMS 2280 0.49

3L APTMS 3907 0.89

4L APTMS 5080 0.97

#1 L=Layer (層數)

表4.5 利用XPS分析軟體定量出Si/ HfO₂/ XL^#1 APTMS/ Au NPs 結構之Si2p訊號

400℃ 500℃ 600℃ 700℃

X=0 (1.10±0.09)x10¹² (1.05±0.05)x10¹² (8.47±0.06)x10¹¹ (4.20±0.23)x10¹¹ X=1 (1.01±0.15)x10¹² (1.00±0.10)x10¹² (9.51±1.80)x10¹¹ (5.27±2.50)x10¹¹ X=2 (1.00±0.06)x10¹² (1.01±0.21)x10¹² (9.72±2.80)x10¹¹ (6.56±2.10)x10¹¹ X=4 (1.03±0.12)x10¹² (1.01±0.21)x10¹² (1.01±0.28)x10¹² (7.15±2.60)x10¹¹

400℃ 500℃ 600℃ 700℃

X=0 5.8±0.5 6.0±0.5 7.0±0.3 12.3±1.5

X=1 6.3±0.5 6.9±0.6 7.7±0.5 10.5±0.6

X=2 6.8±0.2 6.7±0.2 7.0±0.4 9.7±0.7

X=4 7.2±0.6 7.5±0.7 7.7±0.5 8.6±0.4

表4.6不同熱處理溫度對Si/ SiO₂/ 4L^#1 APTMS/ Au NPs/ XL^#1 APTMS 結 構上粒子覆蓋密度之影響

表4.7 不同熱處理溫度對Si/ SiO₂/ 4L^#1 APTMS/ Au NPs/ XL^#1 APTMS結 構上粒徑之影響

#1 L=Layer (層數)

#1 L=Layer (層數)

400℃ 500℃ 600℃ 700℃

X=0 (1.02±0.15)x10¹² (9.40±1.06)x10¹¹ (7.98±0.51)x10¹¹ (5.30±0.36)x10¹¹ X=1 (1.01±0.12)x10¹² (9.73±1.53)x10¹¹ (9.44±1.04)x10¹¹ (6.80±1.10)x10¹¹ X=2 (1.02±0.08)x10¹² (9.84±0.96)x10¹¹ (9.38±0.55)x10¹¹ (7.10±0.79)x10¹¹ X=4 (1.07±0.05)x10¹² (1.05±0.03)x10¹² (9.95±0.55)x10¹¹ (7.60±0.52)x10¹¹

400℃ 500℃ 600℃ 700℃

X=0 5.9±0.1 6.3±0.4 7.6±0.8 11.1±1.8

X=1 6.2±0.2 6.4±0.2 7.3±0.9 9.2±0.8

X=2 6.3±0.2 6.5±0.3 8.4±1.6 8.8±1.2

X=4 6.6±0.7 6.8±1.4 7.2±1.1 7.9±1.5

表4.8不同熱處理溫度對Si/ HfO₂/ 4L^#1 APTMS/ Au NPs/ XL^#1 APTMS 結構上粒子覆蓋密度之影響

表4.9 不同熱處理溫度對Si/ HfO₂/ 4L^#1 APTMS/ Au NPs/ XL^#1 APTMS結 構上粒徑之影響

#1 L=Layer (層數)

#1 L=Layer (層數)

X=0 X=1 X=2 X=4 Fig 4.24 (6.74±0.57)x10¹¹ (8.20±0.72)x10¹¹ (9.80±0.44)x10¹¹ (1.01±0.09)x10¹² Fig 4.25 (6.43±0.17)x10¹⁰ (4.03±0.32)x10¹¹ (8.87±0.44)x10¹¹ (9.70±0.67)x10¹¹ Fig 4.26 (9.72±0.13)x10¹¹ (9.98±1.40)x10¹¹ (1.01±0.44)x10¹² (1.03±0.67)x10¹¹ Fig 4.31 (8.52±0.24)x10¹¹ (9.03±0.32)x10¹¹ (9.87±0.44)x10¹¹ (1.05±0.07)x10¹²

X=0 X=1 X=2 X=4

Fig 4.24 13.6±2.5 8.4±1.4 8.3±0.8 8.1±0.7

Fig 4.25 22.7±6.5 9.2±1.4 8.5±1.8 7.9±1.7

Fig 4.26 8.2±1.2 7.6±1.0 7.5±1.3 7.5±1.0

Fig 4.31 8.7±0.5 9.0±0.4 9.3±0.7 9.3±0.7

表4.10 經500℃熱處理10分鐘，核-雙層殼奈米粒子結構上之APTMS覆蓋 層數對粒子覆蓋密度之影響

表4.11 經500℃熱處理10分鐘，核-雙層殼奈米粒子結構上之APTMS覆蓋 層數對粒徑之影響

0 10sec 1min 3min 5min 10min

(1.51±0.2)x10¹² (1.56±0.1)x10¹² (1.57±0.1)x10¹² (1.58±0.2)x10¹²

表4.14 在Si/ SiO₂/ 4L^#1 APTMS/ Pt NPs/ XL^#1 APTMS結構上，APTMS覆蓋

表4.16 以HfO₂為穿隧氧化層的金與白金奈米晶體記憶體電性比較

Memory structure Operate voltage

圖4.1 金奈米粒子的(a) 溶液照片、 (a) UV-vis圖譜 (b) STEM圖

、

(C) 粒子分佈圖

。

200 250 300 350 400 450 500 550 600 650

Absorbance

Wavelength (nm)

511 nm

(a) (b)

10nm

(c)

2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 0

20 40 60 80 100

number(%)

Diameter(nm)

Au nanoparticle

(d)

圖4.2 白金奈米粒子的(a) 溶液照片、(b) STEM圖

、

(C) 粒子分佈圖

。

2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 0

20 40 60 80 100

number(%)

Diameter(nm)

Pt nanoparticle

(a)

10nm

(b)

(c)

圖4.3 Si/ SiO₂/ 1L APTMS/ Au NPs 結構在氧氣氛下，經 (a) 400℃、(b)500 ℃、(c)600 ℃、(c)700 ℃，熱處理1hr 的SEM圖。

100 nm

(a)

100 nm

(b)

100 nm

(c)

100 nm

(d)

圖4.4 Si/ SiO₂/ 2L APTMS/ Au NPs 結構在氧氣氛下，經 (a) 400℃、(b)500 ℃、(c)600 ℃、(c)700 ℃，熱處理1hr 的SEM圖 。

100 nm

100 nm 100 nm

(a) (b)

(c)

100 nm

(d)

圖4.5 Si/ SiO₂/ 4L APTMS/ Au NPs 結構在氧氣氛下，經 (a) 400℃、(b)500 ℃、(c)600 ℃、(d)700 ℃ ，熱處理1hr 的SEM圖。

100 nm

100 nm 100 nm

(a) (b)

(c)

100 nm

(d)

400 450 500 550 600 650 700

Temperature ^oC

圖4.7 Si/ HfO₂/ 1L APTMS/ Au NPs 結構在氧氣氛下，經 (a) 400℃、(b)500 ℃、(c)600 ℃、(c)700 ℃，熱處理1hr 的SEM圖

100 nm 100 nm

(a) (b)

100 nm

(d)

100 nm

(c)

圖4.8 Si/ HfO₂/ 2L APTMS/ Au NPs 結構在氧氣氛下，經 (a) 400℃、(b)500 ℃、(c)600 ℃、(c)700 ℃，熱處理1hr 的SEM圖。

100 nm 100 nm

(a) (b)

100 nm

(d)

100 nm

(c)

100 nm

100 nm 100 nm

(a) (b)

(c)

圖4.9 Si/ HfO₂/ 4L APTMS/ Au NPs 結構在氧氣氛下，經 (a) 400℃、(b)500 ℃、(c)600 ℃ 、(c)700 ℃，熱處理1hr 的SEM圖。

100 nm

(d)

400 450 500 550 600 650 700

Coverage density

(

cm-2

)

Particle size

(

nm

)

Temperature ^oC

圖4.11 Si/ HfO₂/ XL APTMS結構經過氧氣氛400℃熱處理1小時之XPS圖，

(a)N1s、(b)Si2p、(c)O1s 。

110 108 106 104 102 100 98 96

Binding energy (ev)

542 540 538 536 534 532 530 528 526 524 X=4

Binding energy (ev)

(a)

(c)

410 408 406 404 402 400 398 396 394 392 390 X=4

Binding energy (ev)

(b)

(a) (b) (c)

(d) (e)

(f) (g) (h)

(i) (j)

圖4.12 Si/ HfO₂/ XL APTMS之AFM圖，X=(a, f) 0層， (b, g)一 層，(c, h)二層，(d, i)三層，(e, j)四層。

圖4.13 Si/ SiO₂/ 4L APTMS/ Au NPs/ 1L APTMS在氧氣氛下經(a) 400℃、(b)500 ℃、(c)600 ℃、(c)700 ℃，熱處理1hr的SEM圖。

100 nm 100 nm

100 nm

(a) (b)

(c)

100 nm

(d)

100 nm 100 nm

100 nm

(a) (b)

(c)

100 nm

(d)

圖4.14 Si/ SiO₂/ 4L APTMS/ Au NPs/ 2L APTMS結構在氧氣氛下，

經(a) 400℃、(b)500 ℃、(c)600 ℃、(c)700 ℃，熱處理1hr的 SEM圖。

100 nm 100 nm

100 nm

(a) (b)

(c)

100 nm

(d)

圖4.15 Si/ SiO₂/ 4L APTMS/ Au NPs/ 4L APTMS結構在氧氣氛 下，經(a) 400℃、(b)500 ℃、(c)600 ℃、(c)700 ℃，熱處理1hr 的SEM圖。

圖4.16 不同熱處理溫度對Si/ SiO₂/ 4L APTMS/ Au NPs/ XL APTMS結構 之奈米粒子覆蓋密度與粒徑之影響。

400 450 500 550 600 650 700

2.0x10¹¹ 4.0x10¹¹ 6.0x10¹¹ 8.0x10¹¹ 1.0x10¹² 1.2x10¹²

6 8 10 12

Particle size

(

nm

)

Temperature ^oC Coverage density

(

cm-2

)

X=4 X=1 X=2 X=0

圖4.17 Si/ HfO₂/ 4L APTMS/ Au NPs/ 1L APTMS結構在氧氣氛下，經 (a) 400℃、(b)500 ℃、(c)600 ℃、(c)700 ℃，熱處理1hr的SEM圖。

100 nm 100 nm

100 nm

(a) (b)

(c)

100 nm

(d)

100 nm 100 nm

100 nm

(a) (b)

(c)

100 nm

(d)

圖4.18 Si/ HfO₂/ 4L APTMS/ Au NPs/ 2L APTMS結構在氧氣氛下，

經(a) 400℃、(b)500 ℃、(c)600 ℃、(c)700 ℃，熱處理1hr的SEM圖。

100 nm 100 nm

100 nm

(a) (b)

(c)

100 nm

(d)

圖4.19 Si/ HfO₂/ 4L APTMS/ Au NPs/ 4L APTMS結構在氧氣氛下，

經(a) 400℃、(b)500 ℃、(c)600 ℃、(c)700 ℃，熱處理1hr的SEM圖。

400 450 500 550 600 650 700 4.0x10¹¹

6.0x10¹¹ 8.0x10¹¹ 1.0x10¹² 1.2x10¹²

6 8 10 12

Particle size

(

nm

)

Temperature ^oC Coverage density

(

cm-2

)

X=4 X=1 X=2 X=0

圖4.20 不同熱處理溫度對Si/ HfO₂/ 4L APTMS/ Au NPs/ XL APTMS結構 之奈米粒子覆蓋密度與粒徑之影響。

圖4.21 Si/ HfO2/ 4L APTMS/ Au NPs/ XL APTMS之XPS圖，(a)Si2p、

(b)N1s、(c)O1s、(d)Au 4f 。

410 408 406 404 402 400 398 396 394 392 X=4 X=2 X=1 X=0

Intensity (a.u.)

Binding energy (ev)

112 110 108 106 104 102 100 98 96

Intensity (a.u.)

Binding energy (ev)

X=4 X=2 X=1 X=0

542 540 538 536 534 532 530 528 526 524 X=4 X=2 X=1 X=0

intensity (a.u.)

Binding energy (ev)

96 94 92 90 88 86 84 82 80 78 76

Binding energy (ev)

(a) (b)

(c) (d)

圖4.22 Si/ Ti/ Au film/ XL APTMS之XPS圖，(a)Si2p、(b)N1s、(c)O1s

、(d)Au 4f 。

390 392 394 396 398 400 402 404 406 408 410 X=4 X=2 X=1 X=0

Binding energy (ev)

Intensity (a.u.)

112 110 108 106 104 102 100 98 96 94

Intensity (a.u.)

Binding energy (ev)

X=4

Binding energy (ev)

Intensity (a.u.)

(a) (b)

(c) (d)

542 540 538 536 534 532 530 528 526 524

Binding energy (ev)

Intensity (a.u.)

X=4 X=2 X=1 X=0

圖4.23 Si/ SiO₂/ 4L APTMS/ Au NPs/ XL APTMS 結構，旋鍍二氧化鉿溶液 後，經氧氣氛500℃熱處理10分鐘之SEM圖，X=(a) 0層、(b) 1層、

100 nm 100 nm Coverage density

Particle size(nm)

Number of layers Coverage density(cm-2 )

Particle size

(e)

100 nm Coverage density

Particle size(nm)

Number of layers Coverage density(cm-2 )

Particle size

圖4.24 Si/ SiO₂/ 4L APTMS/ Au NPs/ XL APTMS 結構，浸鍍二氧化鉿 溶液後，經氧氣氛500℃熱處理10分鐘之SEM圖，X=(a) 0層、(b) 1層、

(c) 2層、(d) 4層，以及(e)覆蓋密度與粒徑變化之關係。

(e)

(a) (b)

100 nm 100 nm

(c) (d)

100 nm 100 nm

圖4.25 Si/ HfO₂/ 4L APTMS/ Au NPs/ XL APTMS 結構，旋鍍二氧化鉿 溶液後，經氧氣氛500℃熱處理10分鐘之SEM圖，X=(a) 0層、(b) 1層、

(c) 2層、(d) 4層，以及(e)覆蓋密度與粒徑變化之關係。 Coverage density 14

Particle size(nm)

Number of layers Coverage density(cm-2 )

Particle size

圖4.26 Si/ HfO2/ 4L APTMS/ Au NPs/ 2L APTMS 上二氧化鉿溶液鍍 置之靜置時間測試；溶液旋鍍前在基板上靜置時間(a)沒有鍍製Hf，

(b)10sec，(c)1min，(d)3min，(e)5min，(f)10min，經氧氣氛500℃

熱處理10分鐘之SEM圖。(18萬x)

100 nm

(b)

100 nm

(d) (a)

100 nm

(c)

100 nm

(e)

100 nm

(f)

100 nm

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

500 nm 500 nm

500 nm 500 nm

500 nm 500 nm

圖4.27 Si/ HfO2/ 4L APTMS/ Au NPs/ 2L APTMS 上二氧化鉿溶 液鍍置靜置時間測試；溶液旋鍍前在基板上靜置時間(a)沒有鍍 製Hf， (b)10sec，(c)1min，(d)3min，(e)5min，(f)10min，經氧 氣氛500℃熱處理10分鐘之SEM圖。(400x)

圖4.28 Si/ HfO2/ 4L APTMS/ Au NPs/ 2L APTMS 結構上，表面析出二氧

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 0.0

2.0x10¹¹ 4.0x10¹¹ 6.0x10¹¹ 8.0x10¹¹ 1.0x10¹² 1.2x10¹²

6 8 10 12 Coverage density 14

Particle size

(

nm

)

Time (sec)

Coverage density

(

cm-2

)

Particle size

圖4.29 Si/ HfO₂/ 4L APTMS/ Au NPs/ 2L APTMS 結構，二氧化鉿溶 液旋鍍前靜置於基板時間之覆蓋密度與粒徑變化的關係。

100 nm Coverage density 14

Particle size(nm)

Number of layers Coverage density(cm-2 ) Particle size

圖4.30 Si/ HfO₂/ 4L APTMS/ Au NPs/ XL APTMS 結構浸鍍二氧化鉿 溶液後，經氧氣氛500℃熱處理10分鐘之SEM圖，X=(a) 0層、(b) 1 層、(c) 2層、(d) 4層，以及(e)覆蓋密度與粒徑變化之關係。

(e)

圖4.31 Si/ HfO₂/ XL APTMS/ Au NPs/ HfO₂結構之(a)C-V曲線

Gate Sweep Bias(V)

Flat Band Voltage Shit(V)

(a)

(b)

(at ±5V)

圖4.32 Si/ HfO₂/ 4L APTMS/ Au NPs/ XL APTMS/ HfO₂結構

Gate Sweep Bias(V)

F la t B a n d V o lt a g e S h it (V )

(a)

(b)

(at ±5V)

圖4.33 Si/ HfO₂/ 4L APTMS/ Au NPs/ XL APTMS/ HfO₂結構

圖4.34 Si/ HfO₂/ 4L APTMS/ Au NPs/ 2L APTMS/ HfO₂結構有無旋

Gate Sweep Bias(V)

Flat Band Voltage Shit(V)

(a)

(b)

(at ±5V)

圖4.35 Si/ HfO₂/ 4L APTMS/ Au NPs/ 2L APTMS/ HfO₂結構

100 nm 100 nm

100 nm 100 nm

-1 0 1 2 3 4 5

8.0x10¹¹ 1.0x10¹² 1.2x10¹² 1.4x10¹² 1.6x10¹² 1.8x10¹² 2.0x10¹²

6 8 10 Coverage density

Particle size(nm)

Number of layers Coverage density(cm-2 )

Particle size

圖4.36 Si/ HfO₂/ 4L APTMS/ Pt NPs 結構，經氧氣氛400℃熱處理 1小時之SEM圖，X=(a) 0層、(b) 1層、(c) 2層、(d) 4層，以及(e) 覆蓋密度與粒徑變化之關係。

(e)

圖4.37 Si/ HfO₂/ 4L APTMS/ Pt NPs/ XL APTMS/ HfO₂結構有

1.0 memory windows

2.3 V

Gate Sweep Bias(V)

F la t B a n d V o lt a g e S h it (V )

(a)

(b)

(at ±5V)

圖4.38 Si/ HfO₂/ 4L APTMS/ Pt NPs/ XL APTMS/ HfO₂結構

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gate Sweep Bias(V)

F la t B a n d V o lt a g e S h it (V )

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8

2 3 4 5 6 7 8 9

m e m o ry w in d o w s (



V)

Programing bias (V)

01 state

0.00 Mutilayer 5V

Mutilayer 8V

V

FB

Time(s)

10 years

2.5V 1.1V

第五章 結論

綜合本論文之實驗結果並歸納如下：

1. 本研究中利用 APTMS 自組裝方式，製備出金和白金-二氧化矽核-殼奈 米晶體記憶體結構，並討論 APTMS 組裝層數，對於奈米粒子的熱穩 定性和電性之影響。

2. 在 HfO2 基板上，APTMS 的自組裝層數越多，奈米粒子的覆蓋密度會 明顯提升，而且粒子的熱穩定性也會改善甚至；若覆蓋於奈米粒子的 APTMS 層數越多，則奈米粒子的熱穩定性會更佳，經 600℃熱處理後 奈米粒子的覆蓋密度還可以維持在 7×10¹¹cm^-2左右。

3. 由記憶體 C-V 曲線所觀察到的逆時鐘遲滯走向，顯示本研究製備之記 憶體具有奈米粒子儲存電荷之效應。從金奈米晶體記憶體中，覆蓋四 層 APTMS 的結構中具有較好的電荷保持力，預測經過 10 年後記憶視 窗還保持在 1.2V，電荷流失為 40%，但是覆蓋二層 APTMS 後旋鍍二 氧化鉿之結構具有最佳的電荷保持力，預測經過 10 年後記憶視窗還會 有 1.7V，電荷流失為 26.1%。

4. 比較奈米粒子材料種類的影響，白金似乎比金具有更佳特性，以同樣 覆蓋四層 APTMS 之結構作比較，白金粒子晶體記憶體經由電荷保持 力的量測，預測經過 10 年後記憶視窗還能保有 1.6V，而電荷流失為

30%，所以證明白金奈米粒子比金奈米粒子擁有更好的電荷儲存效 應，而電荷保持力也會更佳。

5. 我們利用化學溶液法製備出多層奈米晶體記憶體結構，由電性量測可 以看出電荷儲存有階段式存在，閘極電壓為±5V 時其記憶視窗為 1.6V，而閘極電壓為±8V 則記憶視窗為 3.2V，；而在±8V 操作電壓下，

十年預估電荷損失可低於 22%，所以多層奈米晶體記憶體結構是有助 於抑制電荷流失。

第六章 參考文獻

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在文檔中 氨基矽烷輔助奈米粒子組裝在奈米晶體記憶體的應用 (頁 96-160)