本文關(guān)鍵詞：CTM器件俘獲層存儲(chǔ)特性及界面性質(zhì)研究

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【摘要】：信息時(shí)代的快速發(fā)展使得電子產(chǎn)品逐漸普及,激活了龐大的存儲(chǔ)器產(chǎn)品市場(chǎng),進(jìn)而推動(dòng)了半導(dǎo)體技術(shù)的不斷革新,將半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)點(diǎn)繼續(xù)向前推進(jìn)。但是技術(shù)節(jié)點(diǎn)的推進(jìn)導(dǎo)致傳統(tǒng)的Flash存儲(chǔ)器的制造遇到了阻礙。傳統(tǒng)存儲(chǔ)器繼續(xù)按等比例縮小已經(jīng)不能保證信息的正確存儲(chǔ),所以發(fā)展下一代存儲(chǔ)器已是當(dāng)務(wù)之急�；趥鹘y(tǒng)的Flash存儲(chǔ)器改進(jìn)而來的電荷俘獲存儲(chǔ)器(CTM)由于運(yùn)用離散陷阱存儲(chǔ)電荷,保證了電荷間的彼此絕緣,避免了電荷的一次性泄漏,并且能夠繼續(xù)按照等比例要求縮小器件尺寸,因此得到了廣泛的研究。目前,CTM器件的結(jié)構(gòu)發(fā)展已經(jīng)比較成熟,所以大部分的研究都是集中在材料方面,本文使用TANOS(TaN/Al2O3/Si3N4/SiO2/Si)結(jié)構(gòu)對(duì)CTM器件的一些性質(zhì)進(jìn)行了研究,其中,TaN為控制柵,Al2O3為阻擋層,Si3N4為電荷存儲(chǔ)層,SiO2為隧穿層,Si為襯底。在本文中,基于第一性原理方法,并借助于VASP計(jì)算軟件,對(duì)Si3N4材料的本征缺陷以及Al2O3/S13N4界面進(jìn)行了相關(guān)研究。全文共有五部分組成,現(xiàn)分別概述如下：第一部分為緒論。首先對(duì)信息記錄的歷史方式做了一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹,并由此引出信息存儲(chǔ)和存儲(chǔ)器技術(shù),然后陳述了為何要發(fā)展CTM器件,并介紹了CTM器件現(xiàn)在的發(fā)展?fàn)顩r。第二部分為CTM概述和本文的研究方法介紹。在本部分,對(duì)CTM器件的結(jié)構(gòu)演變和工作原理做了重點(diǎn)介紹,然后對(duì)組成器件的各種材料進(jìn)行了分析選擇,最后闡述了本文計(jì)算模擬和模型搭建部分所使用的方法和軟件,并對(duì)本章內(nèi)容做了總結(jié)。第三部分為Si3N4本征缺陷存儲(chǔ)特性研究。在這一部分首先通過形成能計(jì)算選取了Si3N4材料的5個(gè)主要的本征缺陷,然后分別運(yùn)用能帶、態(tài)密度、bader電荷三種手段對(duì)這五種缺陷進(jìn)行了對(duì)比分析,最后得出SiN2的電荷存儲(chǔ)特性最好。第四部分為Si3N4/Al2O3界面性質(zhì)研究。在這部分詳述了界面的構(gòu)造過程,并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。通過設(shè)置兩種不同的優(yōu)化方案得出完全放開優(yōu)化是最合理的結(jié)夠優(yōu)化方法。然后使用電子態(tài)密度計(jì)算研究了O摻雜對(duì)界面特性的影響,得出O摻雜可以減少界面態(tài),從而改善器件的電荷保持特性。最后還對(duì)界面體系的電荷分布進(jìn)行了計(jì)算,得出在Si3N4/Al2O3界面體系的優(yōu)化過程中,界面的O原子會(huì)減少,出現(xiàn)0缺失現(xiàn)象。第五部分為全文總結(jié)和未來展望。在這一部分中,對(duì)本文的工作做了簡(jiǎn)要概括,并對(duì)未來研究工作提出了幾點(diǎn)建設(shè)性的意見。
【關(guān)鍵詞】：電荷俘獲存儲(chǔ)器 本征缺陷 第一性原理 界面
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP333
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 CTM的提出背景及研究現(xiàn)狀10-15
• 1.3 本文的研究意義15
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)15-17
• 第二章 CTM概述和本文的研究方法17-24
• 2.1 CTM的結(jié)構(gòu)和工作原理17-20
• 2.2 CTM結(jié)構(gòu)的材料選擇20-22
• 2.3 研究方法概述22-23
• 2.3.1 第一性原理方法22-23
• 2.3.2 計(jì)算軟件介紹23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 Si_3N_4本征缺陷存儲(chǔ)特性研究24-35
• 3.1 引言24
• 3.2 Si_3N_4缺陷模型構(gòu)造和計(jì)算方法24-26
• 3.3 缺陷模型分析26-28
• 3.4 存儲(chǔ)特性分析28-33
• 3.4.1 能帶分析28-30
• 3.4.2 態(tài)密度分析30-32
• 3.4.3 巴德電荷分析32-33
• 3.5 本章小結(jié)33-35
• 第四章 Si_3N_4/Al_2O_3界面性質(zhì)研究35-46
• 4.1 引言35-36
• 4.2 Si_3N_4/Al_2O_3界面模型構(gòu)造36-40
• 4.3 Si_3N_4/Al_2O_3界面結(jié)構(gòu)的優(yōu)化40-41
• 4.4 Si_3N_4/Al_2O_3界面體系的電子特性41-44
• 4.4.1 界面體系的電子態(tài)密度分析41-43
• 4.4.2 界面體系的電荷分布43-44
• 4.5 本章小結(jié)44-46
• 第五章 總結(jié)與展望46-48
• 5.1 論文工作總結(jié)46
• 5.2 對(duì)未來的展望46-48
• 參考文獻(xiàn)48-53
• 附圖53-54
• 附表54-55
• 致謝55-56
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文56

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