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闪存是目前应用最为广泛的非易失性存储器之一。近年来，在市场需求和技术革新的双重驱动下闪存技术得到迅猛发展。然而闪存技术的发展仍面临着如何实现高速，高集成密度，高可靠性，低功耗以及低工作电压的巨大挑战。本文的主要工作从闪存器件的角度出发，改进了存储器的存储单元结构，针对提高器件的存储密度和存储时间两个方面展开研究。
针对提高纳米晶浮栅闪存的存储密度，本文利用化学方法合成粒径均一的纳米颗粒，并使用合适的自组装方法在闪存的隧穿层上形成密度可控的纳米颗粒阵列，作为闪存的纳米晶浮栅。这些自组装方法包括旋涂法，化学吸附法，Langmuir-Blodgett膜。形貌表征结果表明利用这些自组装方法能够在隧穿层形成良好的纳米颗粒阵列，电学测试结果表明该存储器具有良好的存储性能。
针对提高纳米晶浮栅闪存的存储时间，本文改进了传统的纳米晶浮栅闪存的存储单元，利用基于渐变锗硅异质纳米晶的异质双层势垒作为隧穿层，有效地增长电荷的存储时间。电学测试表明，新结构的存储单元具有更好的电荷保持能力，能够有效减小空穴载流子的泄漏。
本文已在纳米晶浮栅闪存的存储介质、器件物理结构及存储特性研究等方面取得了一些重要和有意义的结果，对于微电子工业如何提高闪存的存储特性具有一定的指导作用。