非晶硅反熔絲的工藝實(shí)現(xiàn)和存儲(chǔ)器設(shè)計(jì).pdf

1、反熔絲具有很低的互聯(lián)延時(shí),其作為互聯(lián)單元被廣泛的應(yīng)用于高速現(xiàn)場(chǎng)可編程器件中。反熔絲器件一般為三明治結(jié)構(gòu),上下兩層為電極,中間層為介質(zhì)層即反熔絲薄膜。本文以采用了金屬到金屬(MTM)結(jié)構(gòu),非晶硅為反熔絲薄膜,金屬鋁為電極的反熔絲器件為主要研究對(duì)象。反熔絲在初始態(tài)時(shí)具有高達(dá) G?電阻,處于關(guān)斷狀態(tài)。在反熔絲器件的兩電極上施加一定電壓脈沖后,中間層的反熔絲薄膜會(huì)被永久性擊穿,形成導(dǎo)電溝道,使得反熔絲器件由高阻態(tài)轉(zhuǎn)化為低阻態(tài)。在低阻狀態(tài)下,反熔

2、絲的電阻僅有幾百?。由于具有低電容和低的導(dǎo)通電阻,非晶硅反熔絲器件是高速、高密度的一次可編程只讀存儲(chǔ)器的理想存儲(chǔ)單元。
　　首先,為了能夠在現(xiàn)有工藝條件下制備出可用的非晶硅反熔絲器件,本文對(duì)制備非晶硅反熔絲薄膜的工藝條件進(jìn)行了研究。非晶硅反熔絲器件的主要特性如擊穿電壓分布的集中程度和導(dǎo)通電阻的均值主要由非晶硅反熔絲薄膜的均勻性和一致性決定,所以本文以非晶硅反熔絲薄膜擊穿測(cè)試的電流電壓特性來表示薄膜的均勻性和一致性。對(duì)制備的非晶硅反

3、熔絲薄膜進(jìn)行傅立葉紅外光譜(FTRI)分析和原子力顯微鏡(AFM)掃描以分析不同的工藝參數(shù)對(duì)薄膜性能的影響。本文采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)法制備非晶硅反熔絲薄膜,影響薄膜性能的主要工藝參數(shù)有沉積溫度、氣體壓強(qiáng)和射頻功率等。通過實(shí)驗(yàn),最終得到了最佳的沉積溫度、氣體壓強(qiáng)和射頻功率等工藝參數(shù)。其最佳的工藝參數(shù)為:沉積溫度為250-300℃之間,氣體壓強(qiáng)為600mTorr,射頻功率為60W。也通過實(shí)驗(yàn)確定了反熔絲單元采用直徑為20