示例包括通过该半导体衬底的氧化和/或氮化而形成钝化层，通过向带有杂质或合金的半导体衬底(例如，渗硅)中掺入杂质形成源极或漏极，以及通道的形成。
[0073]该半导体衬底可以为晶片、膜，或表面考虑到所设计的存储设备的物理形状被纳米图案化(或构成)的薄膜，其可以具有凹陷结构或三维晶体管结构。
[0074]依据物理性质，该衬底110可以为刚性衬底或柔性衬底。柔性衬底的非限定示例包括由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、三乙酰纤维素(TAC)、聚醚砜(PES)、聚二甲硅氧烷(PDMS)，或其混合物构成的柔性聚合物衬底。当柔性衬底110被使用时，该衬底的表面层114可以由具有适于结合到连接基团的官能团(例如，官能团-OH)的有机材料构成。
[0075]该衬底110可以包括透明衬底。透明衬底的非限制示例包括玻璃衬底和透明塑料衬底。
[0076]该衬底110可以为有机半导体、无机半导体，或其堆叠结构。
[0077]无机半导体衬底的非限定示例包括由选自以下群组的材料组成的衬底:4族半导体，其包括硅(Si)、锗(Ge)以及锗化硅(SiGe) ;3_5族半导体，其包括砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)以及磷化镓(GaP) ;2_6族半导体，其包括硫化镉(CdS)以及碲化锌(ZnTe) ;4_6族半导体，其包括硫化铅(PbS);以及由选自这些材料的不同材料组成的两个或多个层的堆置。
[0078]从结晶学的观点，该无机半导体衬底可以为单晶材料、多晶材料、非晶材料，或晶体材料和非晶体材料的混合。当无机半导体衬底为两层或更多层材料被堆叠的堆叠结构时，每个层可以为独立地为单晶材料、多晶材料、非晶材料，或晶体材料和非晶体材料的混入口 ο
[0079]具体地说，该无机半导体衬底可以为包括晶片的半导体衬底，诸如硅(Si)衬底112，包括半导体氧化物层被堆叠的晶片的半导体衬底，诸如带有表面氧化物层的硅衬底，或绝缘体上硅(SOI)衬底，以及包括金属薄膜和表面氧化物层的硅(Si)半导体衬底。
[0080]该无机半导体衬底可以为带有平的有源区的平面衬底或者有源区突出的结构衬底。具体来说，该半导体衬底可以具有一个或多个形成设备的有源区，其带有这样的特征，诸如沟槽、场氧化物(FOX)，和/或局部硅氧化物(LOCOS)。由典型绝缘限定的该有源区可以包括形成通道的通道区域以及在通道区域的相对端部的源极和漏极区域。
[0081]当该半导体衬底为有机半导体衬底时，该有机半导体衬底的有机半导体可以为η-型有机半导体或P-型有机半导体，其典型地用于有机晶体管、有机太阳能电池以及有机电致发光二极管(OLED)。有机半导体的非限定示例包括弗勒朗衍生物，诸如铜酞菁(CuPc)、聚酉旨(己基噻吩)(Ρ3ΗΤ)、并五苯、亚酞菁(SubPc)、弗勒朗(C60)、[6，6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)以及[6，6]-苯基070丁酸甲酯(PC70BM)，以及四氟四氰基醌二甲烷(F4-TCNQ)。然而，对于技术领域内的技术人员显而易见的是使用的半导体的类型未限制本发明的构思和概念。
[0082]当该半导体衬底为有机半导体衬底时，该有源区的通道区域可以为有机半导体层，以及该源极和漏极可以形成以在有机半导体衬底的两个端部彼此相邻。该半导体衬底可以包括设置在半导体衬底的下部中的承载衬底以承载该有机半导体层、该源极和漏极。该承载衬底可以为刚性衬底或柔性衬底。
[0083]该半导体衬底可以为依据通道区域的物理形状的平面衬底，其带有平面通道、两个或多个垂直交错平面构建的衬底，或具有突出的针状通道区域构建的衬底。
[0084]该源极和该漏极可以在与通道平行的方向上形成电场，以及该通道的长度可以依据源极和漏极之间的距离。该距离可以按照存储设备的设计进行修改，根据本发明的一个实施例，源极和漏极之间的距离可以为5到200nm的范围。
[0085]该衬底110的表面层114可以以任何带有适合用于与连接基团结合的官能团的材料形成。举例来说，该表面层114可以为单层或堆叠层，其中不同材料的两层或多层被堆叠。如果该表面层114为堆叠的层，则该层可以具有不同的电介质常数。
[0086]具体地说，衬底110的表面层114可以为材料选自以下群组的单层:氧化物、氮化物、氮氧化物、硅酸盐、或两层或多层的堆叠层，以上列出的每个都被堆叠。衬底110的表面层114的非限定示例包括至少一个选自以下材料的单层:氧化硅、氧化铪、氧化铝、氧化锆、钡钛复合氧化物、氧化钇、氧化钨、氧化钽、氧化锌、氧化钛、氧化锡、钡锆复合氧化物、氮化硅、氧氮化硅、硅酸锆、硅酸铪，及其混合物和化合物，或以上所列材料被堆叠的两层或多层的堆叠层。
[0087]同样地，该衬底110的表面层114可以包括选自以下元素的至少一个的氧化物:金属、过渡金属、贫金属、以及类金属。金属的示例包括L1、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr，以及Ba。过渡金属的示例包括 Sc、T1、V、Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、La、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt，以及 Au。贫金属的示例包括 Al、Ga、In、Sn、Tl、Pb，以及Bi。类金属的示例包括B、S1、Ge、As、Sb、Te，以及Po。
[0088]当表面层114作为闪存单元的隧穿绝缘层起作用时，该表面层114可以依据等效氧化层厚度(EOT)具有大约0.1nm到20nm的厚度。根据本发明的另一实施例，该表面层114可以根据等效氧化层厚度(EOT)具有大约0.8到5nm的厚度。然而，本发明的构思和概念并非限于这些测量值。
[0089]该表面层114可以通过热氧化法、物理沉积法或化学沉积法形成。物理沉积法和化学沉积法的非限定示例包括溅射、磁控溅射、电子束蒸发、热蒸发、激光分子束外延(L-MBE)、脉冲激光沉积(PLD)、真空沉积、原子层沉积(ALD)，以及化学气相沉积(PECVD)，但是本发明的构思和概念并非受到以上所建议的制造方法限定。
[0090]连接层120可以在衬底110上形成。该连接层120可以由连接基团120A组成。该连接层120可以为被结合到衬底110的表面上的自组装单分子层。
[0091]该连接基团120A可以为化学结合到衬底110的表面上或由衬底110的表面吸附的有机连接基团并可以与金属离子130化学结合。具体地，该连接基团120A可以为具有与衬底的表面层114化学结合或被衬底的表面层114吸附的官能团122以及被化学结合到金属离子130(随后被形成)的官能团126。该化学结合可以包括共价键、离子键，或配位键。举例来说，金属离子130和连接基团之间的键可以为在正电荷(或负电荷)金属离子130与负电荷(或正电荷)的连接基团之间的至少一个端部的离子键。举例来说，衬底110的表面层114和连接基团之间的键可以为通过自组装形成的键或可以为连接基团的官能团122和衬底的表面之间自发的化学键。
[0092]更具体地说，该连接基团120A可以为形成自组装单分子层的有机分子。换句话说，该连接基团120A可以为具有结合到表面层114的官能团122的有机分子以及适合与金属离子结合的官能团126。连接基团120A还可以包括链式基团124，该链式基团124连接结合到表面层114的官能团124和适于与金属离子结合的官能团126。该链式基团124可以辅助通过范德瓦尔斯相互作用而排列的单分子层的形成。
[0093]自组装可以通过适当设计衬底表面114以及连接基团120A的第一官能团122完成。一组公知的自组装端部基团可以被使用。
[0094]在具体的非限定实施例中，当衬底110的表面层114由氧化物、氮化物、氮氧化物，或硅酸盐组成时，作为连接基团120A的有机分子可以通过以下分子式I来表示。
[0095](分子式I)
[0096]R1-C-R2
[0097]在分子式I中，Rl代表与衬底110结合的官能团122，C代表链式基团124，以及R2代表与金属离子130结合的官能团126。Rl可以为选自以下群组的一个或多个的官能团:乙酰基、乙酸基、磷烷基、磷酸基、醇基、乙烯基、酰胺基、苯基、胺基、丙烯醛基、硅烷基、靛青以及烷醇基。C可以为具有I到20个碳原子的线型的或分支的碳链。R2可以为选自以下群组的一个或多个功能性群组:羧酸、羧基、胺基、磷烷基、磷酸以及硫醇基。
[0098]在非限定的实施例中，作为连接基团120A的有机分子可以选自以下群组中的一个或多个:正辛基三氯硅烷(OTS)、六甲基二硅氮烷(HMDS)、十八烷基三氯硅烷(ODTS)、(3-氨丙基)三甲氧基甲硅烷(APS)、(3-氨丙基)三乙氧基硅烷、N-(3-氨丙基)-二甲基-乙氧基硅烷(APDMES)、全氟癸基三氯硅烷(PFS)、巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)、N-(2_氨乙基)_3氨丙基三甲氧基甲娃烧(aminopropyltrymethoxysilane)、(3-氯丙基三甲氧硅烷)二亚乙基三胺、十八烷基三甲氧基硅烷(OTMS)、(十七氟癸基三甲氧基硅烷)三氯甲硅烷(FDTS)、二氯二甲基硅烷(DDMS)、N-(氯丙基三甲氧硅烷)乙二胺三乙酸、十六硫醇(HDT)，以及环氧己基三乙氧基娃烧(epoxyhexyltriethoxysilan)。
[0099]为确保纳米粒子140和衬底110之间的稳定绝缘，作为连接基团120A的有机分子可以包括烷烃链式基团124，尤其是具有3到20个碳原子的烷烃链式基团，并可以进一步包括含氧的一部分。该部分含氧的示例包括乙二醇(-O-CH2-CH2-)、羧酸(-C00H)、乙醇(-0H)、乙醚(-0-)、酯(-C00-)、酮(-CO-)、醛(-C0H)和 / 或酰氨(-NH-C0-)等。
[0100]连接基团120A的附着物可以通过将衬底110与溶剂中的连接基团120A的溶液接触来实施。用于形成连接基团溶液的溶剂可以为可以溶解连接基团并可以通过蒸发移除的任何溶剂。如技术领域内所公知的，当该连接基团包括硅烷基团时，用于促进水解作用的水可以加入到连接基团溶剂中。可以理解的是，衬底110和连接基团溶液之间的接触可以使用任何适于在衬底上形成自组装单分子层的方法来实施。在非限定实施例中，连接基团溶液和衬底之间的接触通过使用以下方法来实施:浸渍、微接触印刷、旋涂、辊涂、屏幕涂层、喷涂、旋转涂曝、浇涂、丝网印刷、喷墨涂布或落模法。
[0101]当金属离子130通过连接基团120A被固定在衬底110上时，其好处在于:对衬底的表面层114的损害可以被防止以及具有均匀分布的金属离子130的金属离子层可以通过自组装形成。同样地，通过能量的施加制备的纳米粒子140可以被稳定地固定。
[0102]该连接基团120A可以具有与金属离子130化学结合的官能团126。该衬底表面114可以被修饰以连接(连接基团的)官能团，并且接着金属前体可以被应用到表面修饰的衬底以使金属离子130可以与官能团126结合。该官能团126可以为选自以下群组中的一个或多个的基团:羧酸、羧基、氨基、磷烷基、磷酸以及硫醇基。在衬底表面114上的官能团126的形成可以使用任何方法来实施。用于在衬底表面114上形成官能团126的方法的具体示例包括等离子体改性、化学修饰，以及具有官能团的化合物的气相淀积(应用)。衬底表面114的修饰可以由气相淀积(具有官能团的化合物的应用)实施以防止引入表面层杂质、质量劣化以及损坏。
[0103]在具体的非限定实施例中，当衬底110的表面层114由氧化物、氮氧化物或硅酸盐形成，官能团(连接基团)可以通过衬底110上的硅烷化合物层形成。
[0104]该硅烷化合物层(连接层)可以由具有一个或多个选自以下基团的官能团的烷氧基硅烷化合物组成:羧酸、羧基、氨基、磷烷基、磷酸以及硫醇基。
[0105]硅烷化合物可以由以下分子式2表示:
[0106](分子式2)
[0107]R1n(R2O) 3-nS1-R
[0108]在分子式2中，R1为氢、羧酸基、羧基、胺基、磷烷基、磷酸基、硫醇基、具有I到10个碳原子的线型或分支的烷基；R2为具有I到10个碳原子的线型或分支的烷基；R2为具有I到10个碳原子的线型或分支的烷基；烷基R可以被选自以下群组中的一个或多个基团取代:幾酸基、幾基、胺基、憐烧基、憐酸基以及硫醇基；烧基R1以及烧基R2可以分别独立地被选自下列群组的一个或多个基团取代:卤素、羧酸基、羧基、胺基、磷烷基、磷酸基以及硫醇基；以及η可以为0、1或2。
[0109]该硅烷化合物还可以由以下分子式3到5来表示:
[0110](分子式3)
[0111](R3)3S1-R4-SH
[0112](分子式4)
[0113](R3)3S1-R4-COOH
[0114](分子式5)
[0115](R3)3S1-R4-NH2
[0116]在分子式3、4和5中，R3基团可以为独立于烷氧基或烷基的每个基团，以及一个或多个R3基团为烷氧基；以及R 4为具有I到20个碳原子的二价碳氢化合物基团。在分子式3、4或5中的基团R3可以是相同的或不同的并且每个为独立的烷氧基，诸如甲氧基、乙氧基或丙氧基，或者烷基；以及R4可以为具有I到20个碳原子的二价的碳氢化合物基团，诸如-CH2-, -CH2-CH2-, -CH2-CH2-CH2-、-CH2-CH(CH3) -CH2-或-CH2-CH2-CH(CH3)-。
[0117]羧基硅烷化合物的非限定示例包括甲基硅二乙酸酯、1，3-二甲基-1，3-乙酸二甲硅醚、1，2- 二甲基-1，2-乙酸乙硅烷、1，3- 二甲基-1，3- 二丙酰氧基二硅烷甲烧(diprop1noxydisiIamethane)以及1，3_ 二乙基-1，3_ 二乙酰氧基二娃烧甲烧(diacetoxydisilamethane)。氨基娃烧化合物的非限定示例包括N-(2_氨乙基)氨丙基三(甲氧基)硅烷、N-(2-氨乙基)氨丙基三(乙氧基)硅烷、N-(2-氨乙基)氨丙基二氯乙酸甲酯(甲氧基)硅烷、N-(2-氨乙基)氨丙基二氯乙酸甲酯(乙氧基)硅烷、3-氨丙基三(甲氧基)硅烷、3-氨丙基三(乙氧基)硅烷、3-氨丙基二氯乙酸甲酯(甲氧基)硅烷以及3-氨丙基二氯乙酸甲酯(乙氧基)硅烷。硫醇基硅烷化合物的非限定示例包括巯基丙基二甲氧基娃烧、疏基丙基二乙氧基娃烧、疏乙基二甲氧基娃烧以及疏乙基二乙氧基娃烧。