具有多个稳定存储状态的单电子存储器及制法

摘要

本发明涉及一种有多个稳定存储状态的单电子多值动态随机存储器及制备方法，该存储器包括五个部分：传统的MOSFET、单电子晶体管、二极管、存储结和多隧穿结结构；MOSFET的栅极与导电沟道电容耦合的同时与其漏极电容耦合在一起；同时将MOSFET的漏极作为一端制备出p－n结二极管结构，中间形成空间电荷耗尽区；单电子晶体管的源极和漏极与单电子晶体管的量子点极弱耦合，同时，量子点与器件的存储结电容耦合在一起；存储结的另一端与多隧穿结相连，多隧穿结的引线与二极管的一端相连。器件理论上具有任意多个稳定的存储状态，状态之间的变化可以通过控制极少数电子的运动来实现，因此可以实现低功耗下的信息超高密度存储；并且制备方法易于实现工业化生产。

主权项

1.一种具有多个稳定存储状态的单电子存储器，包括：一衬底，在其衬底上的导电层上通过半导体工艺制备出一传统的金属-氧化物-半导体场效应晶体管和单电子晶体管；其特征在于：还包括p-n结二极管、存储结和多隧穿结结构；其中金属-氧化物-半导体场效应晶体管的栅极与金属-氧化物-半导体场效应晶体管的导电沟道电容耦合，同时它也与金属-氧化物-半导体场效应晶体管的漏极电容耦合在一起；并且金属-氧化物-半导体场效应晶体管的漏极作为p-n结二极管的n端制备出p-n结二极管结构，中间形成空间电荷耗尽区；单电子晶体管中的量子点与器件的存储结电容耦合在一起；存储结的另一端与多隧穿结相连，多隧穿结的引线与p-n结二极管的p端相连。