本論文主要開(kāi)展了相變存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元設(shè)計(jì)與關(guān)鍵制備工藝方面的研究，包括相變材料制備與性能表征，電極材料制備與表征、電路模擬及器件結(jié)構(gòu)優(yōu)化三個(gè)方面。 首先，本文簡(jiǎn)單論述了半導(dǎo)體存儲(chǔ)器及非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的發(fā)展歷程，并簡(jiǎn)單介紹了幾種重要的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器。詳細(xì)介紹了非揮發(fā)性相變存儲(chǔ)器發(fā)展歷史，重點(diǎn)論述了相變存儲(chǔ)器的原理，包括材料分析、器件結(jié)構(gòu)及基本性能等，通過(guò)和其他存儲(chǔ)器比較，闡述了相變存儲(chǔ)器的主要優(yōu)點(diǎn)，調(diào)研了目前國(guó)際最新的研發(fā)狀況及相變存儲(chǔ)器關(guān)鍵技術(shù)的研究重點(diǎn)。然后在理論和實(shí)驗(yàn)兩方面研究了相變材料，電極材料及存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。取得的主要結(jié)果如下： 1，通過(guò)優(yōu)化制備工藝，包括濺射功率、氣壓等條件，制備出滿足特定需要的Ge_2Sb_2Te_5薄膜，具體研究了其結(jié)構(gòu)、相轉(zhuǎn)變、電阻等性能。濺射功率直接影響Ge_2Sb_2Te_5薄膜沉積速率，功率越大，速率越快。而濺射氣壓越高，薄膜由面心立方轉(zhuǎn)變?yōu)榱骄B(tài)的結(jié)晶溫度越低，意味著面心立方結(jié)構(gòu)越不穩(wěn)定。 2，Ag摻雜Ge_2Sb_2Te_5薄膜的相變溫度隨著Ag摻雜量增大而升高，由未摻雜時(shí)的172.7℃上升到11.3％摻雜時(shí)的210.0℃。Ag摻雜使得多晶態(tài)的Ge_2Sb_2Te_5薄膜具有更大的電阻率，這有利于減小相變存儲(chǔ)器的寫(xiě)入電流。使用一種簡(jiǎn)單但實(shí)用的方法測(cè)試了薄膜的I-V曲線，證明Ag摻雜并不破壞Ge_2Sb_2Te_5薄膜本身的相變性質(zhì)，只是增加了閾值電壓。 3，用高真空電子束蒸發(fā)制備的W電極具有很好的熱穩(wěn)定性能，能承受700度高溫，且采用Ti作為W與Si之間的過(guò)渡層時(shí)，可以制備出單一晶向、且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的α-W。其晶粒大小及表面粗糙度都要比在Si襯底上生長(zhǎng)出的W要好。 4，優(yōu)化了磁控濺射制備GeWN薄膜的工藝條件。當(dāng)W靶功率為DC200W，Ge靶功率小于等于100W，N_2／Ar比在0.5至1之間時(shí)，制備的GeWN薄膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，表面平
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2006
【中圖分類(lèi)】：TP333
【部分圖文】：

大值變化到一個(gè)較小值，對(duì)應(yīng)與邏輯O和1。在浮柵存儲(chǔ)器中，電荷被儲(chǔ)存在浮柵中，而且斷電時(shí)依然能保持。所有的浮柵存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)大致相同。如圖1.2所示，第一層?xùn)攀歉�，埋藏在柵氧化層和多晶硅層間介電層理n(inter，olysilieondieleetie)之間。第二層是控制柵，是存儲(chǔ)器晶體管的外部柵。實(shí)際上，EPROM和EEPROM都是典型的浮柵存儲(chǔ)器件。圖1.2一種典型的浮柵存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)121而電荷捕獲式器件是1967年發(fā)明的2]l，而且是第一種電轉(zhuǎn)換式的半導(dǎo)體器件。在電荷捕獲式存儲(chǔ)器中，電荷儲(chǔ)存于不連續(xù)的氮化物陷阱(artP)中，斷電后，數(shù)據(jù)同樣不會(huì)丟失。這種結(jié)構(gòu)常用于MNos(MetalNi城deoxidesilieon)

在電荷捕獲式存儲(chǔ)器中，電荷儲(chǔ)存于不連續(xù)的氮化物陷阱(artP)中，斷電后，數(shù)據(jù)同樣不會(huì)丟失。這種結(jié)構(gòu)常用于MNos(MetalNi城deoxidesilieon)，sNos(siueonN瀝deOxidese而eonductor)及SONos(silieonNrtiideoxideSe而eondueto)r中。圖1.3即為典型的MNOS電荷捕獲式存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。中國(guó)科學(xué)院卜海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所碩士學(xué)位論文

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