半导体型驻极体材料、制备方法及应用与流程

本发明涉及半导体，具体涉及一种半导体型驻极体材料、制备方法及应用。

背景技术：

1、驻极体，指具有准永久局域态（陷阱）的电介质绝缘材料，被广泛用于晶体管、能量采集器、纳米发电机、麦克风和过滤器。然而，由于绝缘驻极体材料的带隙很宽，因而与半导体之间的界面能级不匹配。这种巨大的能量偏移不利于电荷存储和电荷转移，限制了绝缘驻极体在存储器方面的应用。因此，需要通过有效的办法获得半导体型驻极体材料，令其能与半导体材料能级匹配，将其应用于存储器等领域。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种半导体型驻极体材料、制备方法及应用，利用n型半导体获得n型驻极体，解决现有技术中绝缘驻极体与半导体能级不匹配的问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

3、提供一种半导体型驻极体材料制备方法，所述方法包括：

4、使用臭氧方式或臭氧联合氧等离子体方式处理n型半导体材料，令n型半导体材料被氧化形成羰基，得到电学性能退化且具有电荷存储能力的半导体型驻极体材料。

5、进一步地，所述n型半导体材料包括c8-ptcdi、br-ndi、pc71bm。

6、进一步地，所述n型半导体材料包括薄膜、粉末、压片。

7、一种情况下，所述n型半导体材料为薄膜时，使用臭氧方式处理，连续处理时间不超过2h。

8、另一种情况下，所述n型半导体材料为粉末时，使用臭氧方式处理，连续处理时间不超过2h。

9、另一种情况下，所述n型半导体材料为压片时，使用臭氧联合氧等离子体方式，具体为：

10、先对材料颗粒或粉末用臭氧方式处理不超过24 h；

11、压片后，用30 pa的氧等离子体方式分别对压片的正面、反面各处理不超过1 h。

12、另一方面，提供如所述的方法制备的半导体型驻极体材料。

13、另一方面，提供如所述的半导体型驻极体材料的应用，所述半导体型驻极体材料用于制造光响应存储器。

14、另一方面，提供如所述的半导体型驻极体材料的应用，所述半导体型驻极体材料用于制造人工突触。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

16、本发明提供了一种利用n型半导体获得n型驻极体的方法，通过该方法获得的半导体型驻极体材料，能级仍属于半导体，因而与绝缘驻极体/半导体界面相比，半导体型驻极体/半导体界面能级更加匹配；相较于半导体，半导体型驻极体电导率低得多（电子迁移率低），表面电位衰减变缓，介电常数增高，介电损耗降低，具有强大的电荷存储能力。与其他存储器（如阻变式存储器、闪存等）相比，基于该半导体型驻极体材料的存储器，其电荷密度高达7.47×1012 cm-2，存储窗口宽（109 v），存储开关比为106，器件具有良好的稳定性。

技术特征：

1.半导体型驻极体材料制备方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的半导体型驻极体材料制备方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的半导体型驻极体材料制备方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的半导体型驻极体材料制备方法，其特征在于：

5.根据权利要求3所述的半导体型驻极体材料制备方法，其特征在于：

6.根据权利要求3所述的半导体型驻极体材料制备方法，其特征在于：

7.如权利要求4-6任一项所述的方法制备的半导体型驻极体材料。

8.如权利要求7所述的半导体型驻极体材料的应用，其特征在于：

9.如权利要求7所述的半导体型驻极体材料的应用，其特征在于：

技术总结
本发明涉及一种半导体型驻极体材料、制备方法及应用。由于绝缘驻极体与半导体能级不匹配，基于电荷捕获的存储器往往在高电压、加热的条件下通过较长时间才能将电子由半导体注入到绝缘驻极体。本方法使用臭氧联合氧等离子体的方式处理n型半导体材料，令n型半导体材料被氧化形成羰基，得到电学性能退化且具有电荷存储能力的半导体型驻极体材料。通过该方法获得的半导体型驻极体材料，能级仍属于半导体，因而与绝缘驻极体/半导体界面相比，半导体型驻极体/半导体界面能级更加匹配，注入电荷更加容易；相较于半导体，半导体型驻极体电导率低得多，表面电位衰减变缓，介电常数增高，介电损耗降低，具有强大的电荷存储能力。

技术研发人员：鲁广昊,李东藩,卜腊菊
受保护的技术使用者：陕西谱光微视科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11