本文關(guān)鍵詞：納米SONOS存儲(chǔ)器后段低K介質(zhì)材料及局域存儲(chǔ)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：局部俘獲型多晶硅-二氧化硅-氮化硅-二氧化硅-硅(SONOS)存儲(chǔ)器運(yùn)用了多位和多值存儲(chǔ)技術(shù),因而得到廣泛應(yīng)用及重視。然而隨著存儲(chǔ)器尺寸不斷縮小及后段銅互連技術(shù)的廣泛應(yīng)用,SONOS存儲(chǔ)器正面臨諸多問(wèn)題。本論文針對(duì)納米SONOS器件中局域電荷表征問(wèn)題和后段金屬互連中低K介質(zhì)的可靠性問(wèn)題開(kāi)展了一系列實(shí)驗(yàn)工作。后段互連系統(tǒng)中,低K介質(zhì)在降低互連電容、提高互連系統(tǒng)速度性能的同時(shí),由于其柔軟、易膨脹和導(dǎo)熱少等缺點(diǎn),對(duì)介質(zhì)的淀積工藝及可靠性帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。本文通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)物SiH4劑量實(shí)現(xiàn)了低K-SiOx介質(zhì)的制備,并研究了該介質(zhì)的可靠性。另一方面,SONOS存儲(chǔ)器采用CHEI編程和BTBT擦除方式工作,在編程和擦除過(guò)程中,由于CHEI注入電子和BTBT注入空穴的空間分布不匹配導(dǎo)致存儲(chǔ)層中存在殘留電荷堆積。隨著器件尺寸不斷縮小,電荷堆積的影響越來(lái)越嚴(yán)重；但傳統(tǒng)電荷表征技術(shù)在小尺寸器件中不能精確表征積累電荷分布。本文開(kāi)發(fā)了SONOS器件中的單電子注入技術(shù),并根據(jù)該技術(shù)提出了一種精確表征存儲(chǔ)層中局域電荷分布的方法,為小尺寸SONOS器件的可靠性研究提供了重要的表征方法。主要成果如下：1.通過(guò)調(diào)節(jié)二氧化硅淀積工藝中SiH4劑量制備了低K-SiOx介質(zhì)；并研究了該低K-SiOx介質(zhì)的可靠性；發(fā)現(xiàn)增大SiH4的劑量可以降低介質(zhì)的介電常數(shù),但導(dǎo)致介質(zhì)抗擊穿強(qiáng)度減小、經(jīng)時(shí)擊穿性能降低。2.基于低壓熱載流子注入方法實(shí)現(xiàn)了納米SONOS器件中的單個(gè)電子注入；結(jié)合理論、TCAD仿真及實(shí)驗(yàn),研究了存儲(chǔ)層中注入單電子的橫向位置及對(duì)器件閾值電壓的影響。進(jìn)一步利用單電子效應(yīng),通過(guò)數(shù)據(jù)擬合精確表征SONOS存儲(chǔ)層中局域電荷的分布。
【關(guān)鍵詞】：單電子效應(yīng) 局域電荷橫向分布 金屬互連系統(tǒng) 低K-SiOx介質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP333
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究背景10-14
• 1.1.1 快閃存儲(chǔ)器的發(fā)展歷程10-12
• 1.1.2 納米存儲(chǔ)器的可靠性研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2 論文主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 參考文獻(xiàn)15-17
• 第二章 SONOS存儲(chǔ)器的工作機(jī)理及表征17-31
• 2.1 納米SONOS存儲(chǔ)器簡(jiǎn)介17-18
• 2.2 編程與擦除機(jī)制18-24
• 2.2.1 Fowler-Nordheim(FN)隧穿18-19
• 2.2.2 溝道熱電子注入19-22
• 2.2.3 襯底偏置輔助熱電子注入22-23
• 2.2.4 帶-帶隧穿23-24
• 2.3 電荷及界面態(tài)分布的表征技術(shù)24-27
• 2.3.1 電荷泵電流技術(shù)(Charge Pumping)24-25
• 2.3.2 亞閾值斜率表征技術(shù)25-27
• 2.3.3 反向讀閾值電壓技術(shù)27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 參考文獻(xiàn)29-31
• 第三章 利用單電子技術(shù)表征SONOS器件中的局域電荷分布31-45
• 3.1 單電子效應(yīng)簡(jiǎn)介32-34
• 3.2 單電子注入方法研究34-38
• 3.2.1 低壓CHEI注入方法34-35
• 3.2.2 單電子注入的影響因素分析35-37
• 3.2.3 單電子注入對(duì)閾值電壓的影響37-38
• 3.3 單電子注入位置的表征38-41
• 3.3.1 表征原理介紹38-40
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析40-41
• 3.4 局域電荷分布的表征41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 參考文獻(xiàn)44-45
• 第四章 金屬互連中低K-SiOx介質(zhì)研究45-66
• 4.1 金屬互連系統(tǒng)概述45-52
• 4.1.1 雙大馬士革銅互連工藝45-49
• 4.1.2 低K介質(zhì)簡(jiǎn)介49-52
• 4.2 低K介質(zhì)的可靠性研究52-59
• 4.2.1 可靠性測(cè)試結(jié)構(gòu)52-53
• 4.2.2 可靠性研究方法53-59
• 4.3 低K-SiOx介質(zhì)制備及可靠性研究59-63
• 4.3.1 低K-SiOx介質(zhì)的制備59-60
• 4.3.2 低K-SiOx介質(zhì)的可靠性研究60-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 參考文獻(xiàn)64-66
• 第五章 結(jié)論與展望66-68
• 碩士期間成果68-69
• 致謝69-70

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 王陽(yáng)元,康晉鋒;超深亞微米集成電路中的互連問(wèn)題——低k介質(zhì)與Cu的互連集成技術(shù)[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2002年11期

2 阮剛,陳智濤,肖夏,朱兆e，

本文編號(hào)：395338