随着信息技术的发展,非易失性存储器应用越来越广泛。使用分散的量子点代替目前连续的多晶硅悬浮栅作为存储层结构得到了人们极大的关注。由于量子点具有抗疲劳性好、功耗低、小尺寸等优异的性能,使得它成为目前半导体存储技术研究的一个热点。与此同时,GaAs材料具有高电子迁移率和载流子注入速度,相比Si基材料具有更多的优势。本论文即围绕上述内容开展了理论与实验的相关研究工作,研究了GaAs为基量子点浮栅存储器保持特性模型与退火温度对存储特性的影响。理论方面,（1）建立了单层量子点结构浮栅存储器的保持特性模型,结合直接隧穿电流密度和量子点浮栅存储器阈值电压偏移量的关系,分别模拟出以Si、Ge、InP三种量子点作为存储层的器件保持特性。根据量子限域效应,随着量子点直径的减小,隧穿势垒减小,器件的保持能力减弱,且随着量子点密度在一定范围内增大,保持能力增强;隧穿层厚度越大,隧穿几率减小,保持能力越强;分别以ZrO₂、Al₂O₃、HfO₂作为控制层和隧穿层的模拟情况表明选择合适的介质层材料,既能减小器件尺寸,又能得到很好的保持特性。（2）建立了双层量子点浮栅存储器模型,发现在双层量子点浮栅存储器中,结合电荷输运机制分析,底层量子点在量子限域效应和库伦阻塞效应的作用下会对上层量子点内电荷的输运过程有阻碍作用,从而减小了电荷从上层量子点进出的几率;然后,分别对单层和双层结构的保持特性和编程擦除特性进行模拟比较。结果表明,双层量子点存储结构在一定程度上会阻碍上层量子点的充放电过程,虽然减慢了编程/擦除速度,但却能明显提高保持能力。实验方面,设计并制备了Al/HfO₂/Si/HfO₂/TaON/GaAs的叠层栅堆栈结构,通过相关电学特性测量,分析了器件的存储性能与退火温度的关系。实验结果表明,不同退火温度的样品的存储窗口都在1²V,都表现出了很好的电荷存储能力。从I-V测量结果来看退火可以有效改善HfO₂介质层的质量,以获得比较好的隧穿层和控制层,有助于获得更好的电荷存储性能。