從傳統(tǒng)的Flash存儲器到納米存儲器的演化,是半導(dǎo)體存儲器發(fā)展的歷史趨勢和歷史必然。預(yù)計(jì)到2010年左右,納米晶粒浮柵MOSFET存儲器將會取代現(xiàn)在流行的多晶硅薄層浮柵MOSFET存儲器而成為非揮發(fā)性存儲器市場上的主流產(chǎn)品。納米存儲器早已在科技界以及各大國際半導(dǎo)體公司中引起了廣泛的研究興趣。納米存儲器在進(jìn)入大生產(chǎn)領(lǐng)域之前,有許多難題急待解決,其中之一就是這類器件還存在著工作電壓和長久存儲之間的矛盾。目前的所發(fā)表的一些納米存儲器模型的保留時間遠(yuǎn)不能達(dá)到應(yīng)用水平。為了解決上述矛盾,優(yōu)化器件的存儲特性,我們提出了一種新型的存儲器結(jié)構(gòu)單元——鍺/硅納米結(jié)構(gòu)浮柵納米存儲器。這種新型器件有著突出的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),就是在以鍺/硅異質(zhì)納米晶粒代替硅納米晶粒作為MOSFET存儲器的浮置柵極之后,單一的隧穿勢壘變成了臺階狀的復(fù)合勢壘。通過對電荷隧穿特性的分析,顯示了臺階狀復(fù)合勢壘使得電荷的隧穿不僅與方向有關(guān),而且與電荷的能量有關(guān)。正是由于這一臺階狀復(fù)合勢壘的作用,使得器件的存儲特性有了很大改進(jìn)。與硅納米存儲器相比,在擦寫時間基本不變的情況下,器件的保留時間有了幾個數(shù)量級的增長,可達(dá)十年以上。本文采用順序隧穿理論... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

SIMOS單元結(jié)構(gòu)示意圖

下面對目前使用的非揮發(fā)性存儲器結(jié)構(gòu)模型分別作簡要的介紹。（1）浮柵結(jié)構(gòu)存儲器件。浮柵器件通常有兩個柵極，其中一個被介質(zhì)層完全包圍，稱為浮置柵極；另外一個則稱為控制柵極，是存儲晶體管的外部柵極。浮柵和襯底之間的介質(zhì)層通常由氧化物，或氮化物，或氧氮化物，或氧化物氮化物疊層（ONO）構(gòu)成。按照器件結(jié)構(gòu)的不同，浮柵器件可以分為三個形式。第一種形式是SIMOS（Stacked gate Injection MOS）器件，可歸入EPROM 和Flash EEPROM 之中。如圖1.1 是其典型結(jié)構(gòu)。該種器件采用熱電子注入方法編程，需要外加12 V 的編程電壓，注入效率低，功率損耗大。但不需要選擇晶體管，是單管器件，編程快，密度高。SIMOS 后來有很多變種，諸如裂柵結(jié)構(gòu)（Split-Gate structure）、雙柵結(jié)構(gòu)（Dual-Gate structure）、源邊注入結(jié)構(gòu)（Source-Side Injection structure）、邊墻浮柵結(jié)構(gòu)（Side-Wall Floating-Gate structure）、溝槽柵氧化層結(jié)構(gòu)（TrenchGate-Oxidestructure）等等。第二種形式是FLOTOX（FLOating gate Thin OXide）圖 1.1 SIMOS 單元結(jié)構(gòu)示意圖

NOVRAM 單元（編程時間1~10 μ ，保留時間幾天或幾小時）[5]。如圖1.3(a)所示，在SNOS 結(jié)構(gòu)中氮化硅的上面加上一層氧化層，以阻擋柵極電荷向氮化硅層注入，就形成了SONOS 結(jié)構(gòu)。為了獲得更高的存儲密度和降低編程電壓，需要減薄ONO 層。然而由于氮化硅層中的空穴陷阱的尺寸在15~20 nm 和電子陷阱的圖 1.3 兩種 SONOS 存儲器單元結(jié)構(gòu)示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：2929185