【摘要】：國際半導(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)合的方法來對(duì)其進(jìn)行綜合研究。 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，使用XPS分析方法來確定存儲(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較好的折衷。經(jīng)NH3對(duì)GdON存儲(chǔ)層進(jìn)行淀積后退火的MONOS存儲(chǔ)器獲得了很好的存儲(chǔ)特性：在±14V/1s P/E電壓下，存儲(chǔ)窗口為4.7V；在12V的編程工作電壓下，在100μs時(shí)間內(nèi)已經(jīng)趨于飽和；室溫下保持10年后的電荷損失率僅為24%。因此，經(jīng)NH3退火的GdON高k材料作為小尺寸MONOS存儲(chǔ)器存儲(chǔ)層材料有較大應(yīng)用前景。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TP333

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 鄒曉;徐靜平;朱秋玲;黎沛濤;李春霞;;濕N_2退火HfTiO和HfO_2柵介質(zhì)Ge MOS電特性研究[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;2007年02期

2 季峰;徐靜平;張洪強(qiáng);黎沛濤;李春霞;官建國;;HfTiO氮化退火對(duì)MOS器件電特性的影響[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;2008年03期

3 何智兵;吳衛(wèi)東;許華;張繼成;唐永建;;不同氧氬比例對(duì)氧化鉿(HfO_2)薄膜的結(jié)構(gòu)及性能的影響[J];真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào);2006年02期

，

本文編號(hào)：2487176