MAHOS結(jié)構(gòu)電荷俘獲型存儲器研究.pdf

1、目前，F(xiàn)lash Memory在非易失性半導(dǎo)體存儲器市場上占有很大的份額，因為它具有高密度、低功耗、小體積和高可靠性等優(yōu)點。但是隨著微電子技術(shù)節(jié)點的不斷向前推進，尤其是器件尺寸減小到45nm、32nm技術(shù)節(jié)點時，傳統(tǒng)的浮柵結(jié)構(gòu)Flash Memory在可縮小性方面受到嚴(yán)重的制約。在這種情況下，分立式電荷存儲技術(shù)將盡可能的把Flash技術(shù)向更高的技術(shù)代推進。分立式電荷存儲技術(shù)有三種設(shè)計方法，第一種是引入納米晶作為電荷存儲點；第二種是利用化

2、合物本身的深能級缺陷作為存儲點，即電荷俘獲型存儲器；第三種是納米晶和電荷陷阱介質(zhì)兩種的混合。本文的主要研究內(nèi)容是電荷俘獲型存儲器。與傳統(tǒng)的浮柵存儲器相比，其隧穿層局部的漏電通道只會造成少數(shù)區(qū)域的漏電，具有很好的器件性能。
　　 文中首先介紹了Flash Memory的研究背景，包括Flash Memory的由來，應(yīng)用與市場，以及Flash Memory的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并對Flash器件的結(jié)構(gòu)、工作原理和一些通用的存儲器性能參數(shù)

3、做了介紹。
　　 其次，為了緩解傳統(tǒng)Flash Memory尺寸縮小受限問題，我們研究了采用分立式存儲電荷方法的電荷俘獲型存儲器，并對電荷俘獲存儲器中的俘獲層的研究進行綜述和分析，著重介紹對電荷俘獲存儲器的俘獲層改進的一些方法，包括高k介質(zhì)材料俘獲層、對氮化硅摻氧的無定形氧氮化硅俘獲層、植入納米晶材料的俘獲層及其疊層結(jié)構(gòu)，并對其進一步的研究趨勢進行了展望。
　　 最后，我們采用高k材料和高功函數(shù)的金屬制備了Al、Pt/

4、Al2O3/ HfO2/ SiO2/Si結(jié)構(gòu)的器件，用公式推導(dǎo)分析了Al2O3作為阻擋層比傳統(tǒng)的SiO2作為阻擋層的器件的優(yōu)越性，用電學(xué)測試方法分析了所制備的MOS存儲電容的電荷存儲特性和電荷保持特性，并對不同介質(zhì)層厚度和不同柵電極的器件的性能作了分析比較。從實驗結(jié)果中，我們得出以下結(jié)論：HfO2作為俘獲層具有較大的存儲窗口，其俘獲能力較強；隧穿層的厚度也對其平帶電壓的漂移有很大的影響；高功函數(shù)的Pt電極器件比Al電極器件具有較小的漏電