電荷俘獲型存儲(chǔ)器阻擋層的研究.pdf

1、閃存是當(dāng)前非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器市場(chǎng)上的主流存儲(chǔ)器件。隨著閃存進(jìn)入20納米工藝節(jié)點(diǎn)，基于傳統(tǒng)浮柵結(jié)構(gòu)的閃存技術(shù)正面臨嚴(yán)重的技術(shù)挑戰(zhàn)，如浮柵耦合、電荷泄漏、相鄰單元之間的串?dāng)_問(wèn)題等。因而，提出了能夠解決以上問(wèn)題的電荷分立俘獲型存儲(chǔ)器。這種電荷俘獲存儲(chǔ)器件的基本結(jié)構(gòu)是由隧穿層、存儲(chǔ)層和阻擋層等功能層構(gòu)成。本論文主要針對(duì)當(dāng)前電荷俘獲存儲(chǔ)器可持續(xù)性縮小過(guò)程中的低壓和高可靠性的需求，對(duì)阻擋層的材料、結(jié)構(gòu)、后處理方式進(jìn)行了優(yōu)化，以及提出了光照的方法更

2、準(zhǔn)確的測(cè)試電容結(jié)構(gòu)中少子參與的速度特性。
　　 本論文首先介紹了如何優(yōu)化阻擋層材料。由于采用傳統(tǒng)的SiO2做阻擋層材料，不能滿(mǎn)足器件持續(xù)按比例縮小的要求，因而，提出了引入高k阻擋層。首先闡明了引入高k材料做阻擋層的原因。這就是阻擋層采用高k材料，能使電場(chǎng)更多的疊加在遂穿層上，從而增大器件的編程擦寫(xiě)速度。同時(shí)，高k阻擋層和大功函數(shù)的金屬電極一起能夠有效的抑制擦除飽和現(xiàn)象。接著，介紹了各種高k阻擋層及其相應(yīng)的存儲(chǔ)器件的性能。接著介紹

3、了如何優(yōu)化阻擋層結(jié)構(gòu)。一種是采用堆疊的高k阻擋層。這樣可以兼具多種高k材料的優(yōu)點(diǎn)。另一種是在阻擋層和俘獲層之間插入SiO2層。由于SiO2帶隙寬，那么器件可以在不損失速度的前提下，極大的改善器件的保持特性。然后提出了對(duì)阻擋層中常用的Al2O3材料進(jìn)行后處理優(yōu)化。我們實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)高溫退火能有效降低Al2O3材料的缺陷密度，從而，改善電荷俘獲型存儲(chǔ)器件的性能。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)退火氣氛對(duì)MANOS器件也有明顯的影響。最后，研究中發(fā)現(xiàn)在電容結(jié)構(gòu)中少