台阶状氧化层Au/SiO₂/Si纳米柱存储器件的制备方法，涉及半导体存储器。通过电子束光刻方法在Si衬底上刻蚀出凹槽阵列，形成非平面台阶状结构；将刻蚀后的Si片标准清洗后，采用干法氧化方法，在凹槽阵列的Si衬底上氧化一层致密的SiO₂作为存储器的电子隧穿层；在台阶状的表面覆盖有SiO₂薄层的样品上溅射Au层，采用快速热退火方法使Au层团聚形成Au量子点；以Au量子点为掩膜版，采用高能Ar离子刻蚀方法刻蚀得到Au/SiO₂/Si纳米柱结构；采用电子束蒸发工艺在Au/SiO₂/Si纳米柱结构的基础上沉积高k介质层，最后蒸镀金属上电极和下电极，获得台阶状氧化层Au/SiO₂/Si纳米柱存储器件。