發(fā)布時間：2018-01-12 13:09

  本文關鍵詞：納米SONOS存儲器件多值多位存儲技術研究　出處：《南京大學》2013年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 多晶硅-二氧化硅-氮化硅-二氧化硅-硅(SONOS)存儲器 多值多位存儲技術 局部編程 二次離子注入 可靠性

【摘要】：如今非揮發(fā)性快閃存儲器在人們生活工作的各個領域都發(fā)揮著巨大的作用,其中局部俘獲型多晶硅-氧化硅-氮化硅-氧化硅-硅(SONOS)存儲器因為可以通過多值／多位技術實現(xiàn)高密度存儲,而受到人們的廣泛的重視和深入的研究。但是隨著器件尺寸不斷縮小,當工藝節(jié)點縮小到納米量級后,在SONOS存儲器中實現(xiàn)多值多位存儲面臨著諸多挑戰(zhàn)。例如由于在編程擦除過程中注入的電子和空穴的空間分布不匹配性加速了器件耐受特性的退化；在納米SONOS存儲器中分別在源極與漏極實現(xiàn)兩位存儲時,這兩位相互間的干擾也變得更嚴重；同時人們對于存儲器在保持特性中電荷的主要流失機制也一直存在爭論。 本篇論文主要針對在納米SONOS存儲器中出現(xiàn)的這些問題,通過對比傳統(tǒng)的溝道熱電子注入編程、脈沖激發(fā)襯底熱電子注入編程以及改進的襯底加正偏壓溝道熱電子注入編程,這三種局部注入編程方法在90nm SONOS存儲器中的耐受特性與保持特性,并利用測量電荷泵電流等表征方法來分析它們對納米SONOS存儲器多值多位存儲特性的提高。 在耐受性實驗中,發(fā)現(xiàn)相對于傳統(tǒng)的溝道熱電子注入編程,另外兩種編程方法都有明顯改善,其中使用改進的襯底加正偏壓溝道熱電子注入編程方法的樣品耐受特性表現(xiàn)最好。這與用測量電荷泵電流等方法表征出其中殘余電荷最少的結果相一致,說明改進的襯底加正偏壓溝道熱電子注入編程方法有效地抑制了編程中二次離子注入,減少了存儲層中因為注入電荷分布不匹配引起的耐受特性退化。同時電子注入范圍變窄還抑制了第二位比特效應,我們將這種編程方法應用于4Bit/4Level操作中,發(fā)現(xiàn)樣品在經過10K次反復編程擦除后仍有著足夠大的編程窗口,并且將保持特性外推十年后仍然有足夠大的讀取窗口。同時這種編程方法還避免了襯底與漏極之間的PN結正偏降低了功耗,并且與產品編程中遞增步長脈沖編程方法相兼容。 為研究器件在保持過程中主要的電荷流失機制,我們對比經過三種不同編程方法10K次編程擦除操作后樣品的保持特性,因為這三種編程方法中電子注入的空間分布不同,那么經過反復編程擦除操作后必然會造成存儲層中殘余電荷分布不同。假設電荷橫向遷移是主要流失機制,那么經歷長時間后,樣品的閾值漂移必然會有差別。但最終實驗結果中三者并沒有明顯的差異,而且對比在保持特性實驗前后三組樣品電荷泵電流曲線也沒有明顯的漂移,這與橫向遷移模型明顯矛盾。因此相對電荷橫向遷移,縱向電荷丟失對常溫下存儲器保持特性影響更大。
[Abstract]:Nowadays, non-volatile flash memory plays an important role in every field of people's life and work. The locally trapped polysilicon-silicon oxide-silicon nitride-silicon oxide-silicon oxide (SONOS) memory can be used to achieve high density storage through multi-value / multi-bit technology. However, with the continuous reduction of device size, when the process node is reduced to nanometer order of magnitude. The realization of multi-valued multi-bit memory in SONOS memory faces many challenges. For example, due to the mismatch between the spatial distribution of the injected electrons and holes in the programming erasure process, the degradation of the device's tolerance is accelerated. The interference between the two bits becomes more serious when the two bits are stored in the source and drain respectively in the nanometer SONOS memory. At the same time, there has been a debate about the main mechanism of charge loss in memory retention characteristics. This paper mainly aims at these problems in nanocrystalline SONOS memory by comparing the traditional channel hot electron injection programming. Pulse excited substrate hot electron injection programming and improved substrate plus positive bias channel hot electron injection programming. The tolerance and retention characteristics of these three local injection programming methods in 90nm SONOS memory. The methods of measuring charge pump current and other characterization methods are used to analyze the improvement of the multi-valued multi-bit memory characteristics of nanocrystalline SONOS memory. In the tolerance experiment, compared with the traditional channel hot electron injection programming, the other two programming methods are obviously improved. The improved substrate plus positive bias channel hot electron injection programming method has the best resistance performance, which is consistent with the measurement of charge pump current and other methods to characterize the least residual charge. It is shown that the improved substrate bias channel hot electron implantation method can effectively suppress the secondary ion implantation in the programming. At the same time, the narrow range of electron injection also suppresses the second bit effect. We applied this programming method to the 4bit / 4 level operation and found that the sample still had a large enough programming window after 10 K repeated programming erasures. After extrapolating the retention characteristics for ten years, there are still large read windows. Meanwhile, this programming method also avoids the PN junction between the substrate and the drain and reduces the power consumption. And it is compatible with the incremental step pulse programming method in product programming. In order to study the main mechanism of charge loss during the device retention, we compared the retention characteristics of the sample after three different programming methods after 10K programming erasure operation. Because the spatial distribution of electron injection in these three programming methods is different, the residual charge distribution in the storage layer will be different after repeated programming erasure operations. It is assumed that the transverse charge migration is the main loss mechanism. After a long period of time, the threshold shift of the sample will be different, but there is no significant difference among the final experimental results. In addition, there is no obvious drift in the current curve of the three groups of samples before and after the retention characteristic experiment, which contradicts the transverse migration model obviously. Therefore, the relative charge transversal migration is not obvious. The longitudinal charge loss has a greater effect on the memory retention characteristics at room temperature.
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TP333

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 ;SanDisk致力閃速存儲器件的研制[J];電子設計技術;1997年07期

2 賀于;數(shù)字化圖書館前瞻[J];西南民族學院學報(哲學社會科學版);2000年06期

3 艾延寶;;光盤——激光存儲技術的應用[J];現(xiàn)代物理知識;2005年06期

4 馬濤;;2007浪潮存儲聚力中端市場[J];中國教育網絡;2007年03期

5 嚴莊;;圖書館數(shù)字資源存儲技術方案研究[J];四川文理學院學報;2007年06期

6 熊慧敏;;論圖書館信息存儲技術的應用與發(fā)展[J];情報科學;2008年07期

7 Kim.wang;;IT存儲預算:何去何從[J];軟件世界;2009年05期

8 ;磁存儲技術在2000年前仍將在競爭中占上風 2000年的存儲技術之戰(zhàn)是磁光兩種技術實力的較量[J];電子產品世界;1994年12期

9 ;存儲突破點:Internet[J];每周電腦報;1999年29期

10 ;AIT螺旋上升[J];每周電腦報;2002年46期

相關會議論文 前10條

1 張學紅;劉志芳;;云存儲技術研究與探討[A];全國數(shù)字媒體技術專業(yè)建設與人才培養(yǎng)研討會論文集[C];2011年

2 林曄;徐穎;;利用虛擬化存儲技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心機房的安全搬遷[A];中國新聞技術工作者聯(lián)合會2011年學術年會論文集（上篇）[C];2011年

3 張意;;玻殼輸送中柔性存儲技術的控制策略[A];電子玻璃技術學術論文集[C];2004年

4 林茂;孫鵬龍;林新巧;;NAS網絡存儲技術在地震解釋中的應用[A];第六屆全國計算機應用聯(lián)合學術會議論文集[C];2002年

5 盧江暉;;視頻服務器存儲技術的新發(fā)展[A];2009中國電影電視技術學會影視技術文集[C];2010年

6 蔡炳初;;非揮發(fā)相變存儲器基礎研究[A];中國真空學會2008年學術年會論文摘要集[C];2008年

7 高麗榮;;互聯(lián)星空流媒體平臺的建設[A];海南省通信學會學術年會論文集（2006）[C];2006年

8 王如軍;田莉;;模塊化柔性存儲技術[A];面向21世紀的科技進步與社會經濟發(fā)展（下冊）[C];1999年

9 劉紹南;;高可用性系統(tǒng)中的存儲技術[A];第四屆中國青年運籌與管理學者大會論文集[C];2001年

10 金如集;;激光存儲技術與社科信息工作[A];高校信息理論研究[C];1997年

相關重要報紙文章 前10條

1 本報記者 徐恒;面臨機遇 中國新型存儲業(yè)合作求創(chuàng)新[N];中國電子報;2011年

2 通訊員 李冬云;國內首個高效能服務器和存儲技術實驗室落戶浪潮[N];濟南日報;2007年

3 樂天 編譯;閃存之后哪種存儲技術當?shù)?[N];計算機世界;2010年

4 耿成山;行業(yè)需求牽動存儲技術新意頻頻[N];中國計算機報;2003年

5 安勇龍;新興存儲技術突破多 大規(guī)模商用是考驗[N];中國電子報;2007年

6 本報記者 周馨怡　宇瀚;荷蘭環(huán)境大臣：高增長國家應力推碳捕捉和存儲技術[N];21世紀經濟報道;2009年

7 本報記者 張峰;管理：高效之源[N];網絡世界;2003年

8 董唯元;ILM,皇帝的新裝?[N];中國計算機報;2007年

9 ;梳理散亂的數(shù)據(jù)[N];計算機世界;2005年

10 中國科學院院士 王鼎盛　整理 嘉星一族;硬盤,存儲技術的革命[N];北京科技報;2009年

相關博士學位論文 前10條

1 繆世峰;含氮共軛有機小分子多進制電存儲材料設計合成及其性能研究[D];蘇州大學;2013年

2 湯振杰;納米晶及納米疊層基電荷俘獲型存儲器的研究[D];南京大學;2012年

3 閆小兵;過渡金屬氧化物阻變存儲器的制備及其開關機制研究[D];南京大學;2011年

4 付永忠;基于AFM和硫系相變材料的超高密度數(shù)據(jù)存儲機理研究[D];江蘇大學;2010年

5 徐躍;4-bit SONOS存儲器多值存儲技術及器件物理研究[D];南京大學;2012年

6 李月琴;功能化聚酰亞胺的制備及其電雙穩(wěn)態(tài)存儲性能的研究[D];南京航空航天大學;2012年

7 黃進;基于SCSI實時高速數(shù)字視頻直接存儲技術的研究[D];中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所）;2005年

8 莊小東;新型高分子信息存儲材料的設計與制備[D];華東理工大學;2011年

9 吳濤;虛擬化存儲技術研究[D];華中科技大學;2004年

10 郭鵬;有機電雙穩(wěn)材料與器件的研究[D];復旦大學;2007年

相關碩士學位論文 前10條

1 吳春波;納米SONOS存儲器件多值多位存儲技術研究[D];南京大學;2013年

2 劉欣;有機阻變存儲器件制備及其性能研究[D];安徽大學;2011年

3 史崢宇;納米浮柵存儲器件的仿真、試制與特性表征[D];電子科技大學;2012年

4 余吟豐;電阻型存儲器件的設計，制作及表征[D];電子科技大學;2012年

5 夏先海;有機二極管電存儲器件及其機理研究[D];南京郵電大學;2013年

6 王永洲;基于HDFS的存儲技術的研究[D];南京郵電大學;2013年

7 劉曉娜;Pr_（0.7）Sr_（0.3）MnO_3薄膜的室溫電阻開關特性[D];河南大學;2011年

8 劉紅梅;基于彩色數(shù)字圖像處理的存儲技術研究[D];華東理工大學;2012年

9 王棟;二苯砜—偶氮類化合物的合成及其電存儲性能的研究[D];蘇州大學;2012年

10 郜桂霞;基于數(shù)字圖書館的存儲技術研究[D];西北民族大學;2012年

，

本文編號：1414388