MONOS存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化及高k存儲(chǔ)層研究.pdf

1、國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖(ITRS)2011中提出,電荷陷阱型浮柵存儲(chǔ)器在等比縮小過(guò)程中工作速度得以提高,但是其可靠性的改善仍然存在很大的挑戰(zhàn)。本文以電荷陷阱型浮柵存儲(chǔ)器為研究對(duì)象,在全面分析電荷陷阱型SONOS(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Si)/MONOS(Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Si)存儲(chǔ)器工作原理和電荷輸運(yùn)機(jī)理的前提下,使用器件模擬仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)合的方法來(lái)對(duì)其進(jìn)行綜合研究。<

2、br>　　首先使用Silvaco TCAD軟件仿真研究了各層厚度的效應(yīng)并對(duì)柵堆棧結(jié)構(gòu)厚度進(jìn)行了優(yōu)化,確定了可實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)窗口、工作速度和保持特性折衷的比較合理的柵堆棧結(jié)構(gòu)厚度;再對(duì)GdO和LaHfO高k材料作為存儲(chǔ)層的存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)特性進(jìn)行了模擬仿真,證明了高k材料作為存儲(chǔ)層對(duì)于實(shí)現(xiàn)低壓高速及優(yōu)良保持特性SONOS存儲(chǔ)器的研究意義。
　　此后,通過(guò)實(shí)驗(yàn),采用磁控濺射方法制備了缺氧或富氧GdOx及GdON作為存儲(chǔ)層的MONOS電容存儲(chǔ)器,

3、使用XPS分析方法來(lái)確定存儲(chǔ)層材料成份以及表征存儲(chǔ)層/隧穿層界面成鍵狀況。結(jié)果顯示,GdO存儲(chǔ)層中摻氮誘導(dǎo)出的電子陷阱密度較大,陷阱能級(jí)深,且介質(zhì)介電常數(shù)大,改善了介質(zhì)體的界面特性,從而使其存儲(chǔ)窗口,工作速度、保持特性、疲勞特性在三種不同成分的樣品中最優(yōu)。最后,研究了N2和NH3對(duì)存儲(chǔ)層進(jìn)行淀積后退火對(duì)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)特性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,合適氣氛對(duì)GdO(N)存儲(chǔ)層進(jìn)行淀積后退火可以使MONOS存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)窗口、工作速度以及保持特性得到