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纳米晶浮栅非挥发性存储器具有单位面积小，集成密度大，编程电压低，编程速度快，低功耗，与现存硅技术兼容等等优点;有望取代传统浮栅非挥发性存储器成为主流的Flash产品。因此研究制备纳米晶浮栅存储器，提高器件性能有重要意义。本论文通过优化纳米晶和氧化层的质量，制备出低功耗纳米晶浮栅存储器，为纳米晶浮栅存储器的应用打下基础。 本文首先在Si衬底上制备了GeSi量子点和Au纳米晶，对不同尺寸Au纳米晶的电荷存储性能进行研究;优化控制氧化层HfO2的质量，提升了Au纳米晶浮栅存储器的电荷存储性能，最后制备低功耗Au纳米晶浮栅存储器。本论文的主要工作和成果如下: 1、采用阳极氧化的方法，结合超高真空环境下热退火处理，制备了高密度，小尺寸的Si纳米图形衬底;基于制备的Si纳米图形衬底，在500℃生长温度下，生长出尺寸均匀，高密度的高Ge组分GeSi量子点;对图形诱导量子点生长机理进行研究，发现存在应力诱导的自限制效应。 2、采用金属薄膜凝结法，在Si衬底上制备了不同尺寸Au纳米晶，并对不同尺寸Au纳米晶的电荷存储性能进行研究;发现:纳米晶的电荷存储性能不仅受纳米晶密度和尺寸的影响，同时也受纳米晶间距的影响，结果显示间距最大的Au纳米晶具有最大的电荷存储性能。 3、研究了Au纳米晶浮栅存储器的C-V特性，器件表现为空穴存储，而电子不存储。对比分析发现:这与控制氧化层HfO2中氧空位有关;采用氧气环境下退火HfO2，有效减少HfO2中的氧空位后的Au纳米晶浮栅存储器，有效减少了氧缺陷能级辅助的电子隧穿，提升了器件性能。 4、制备了Al/TaN/HfO2/AuNCs/SiO2/Si纳米晶浮栅存储器和Al/TaN/HfO2/AuNCs/HfO2/Si纳米晶浮栅存储器。结果显示:Al/TaN/HfO2/AuNCs/SiO2/Si纳米晶浮栅存储器在±2V的扫描电压下，出现1V的存储窗口。同时器件在编擦电压为±2V时，具有较快的编擦速度。器件经过104s，电荷泄露达35％，此后电荷泄露停止，器件表现出良好的保持特性。Al/TaN/HfO2/AuNCs/HfO2/Si纳米晶浮栅存储器，±7V扫描电压下，器件存储窗口达到3.45V，同时在±5V和±7V的操作电压下能实现有效的编擦，器件表现出较好的电荷保存特性。