CTM器件俘獲層存儲(chǔ)特性及界面性質(zhì)研究.pdf

1、信息時(shí)代的快速發(fā)展使得電子產(chǎn)品逐漸普及，激活了龐大的存儲(chǔ)器產(chǎn)品市場(chǎng)，進(jìn)而推動(dòng)了半導(dǎo)體技術(shù)的不斷革新，將半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)點(diǎn)繼續(xù)向前推進(jìn)。但是技術(shù)節(jié)點(diǎn)的推進(jìn)導(dǎo)致傳統(tǒng)的Flash存儲(chǔ)器的制造遇到了阻礙。傳統(tǒng)存儲(chǔ)器繼續(xù)按等比例縮小已經(jīng)不能保證信息的正確存儲(chǔ)，所以發(fā)展下一代存儲(chǔ)器已是當(dāng)務(wù)之急?；趥鹘y(tǒng)的Flash存儲(chǔ)器改進(jìn)而來的電荷俘獲存儲(chǔ)器(CTM)由于運(yùn)用離散陷阱存儲(chǔ)電荷，保證了電荷間的彼此絕緣，避免了電荷的一次性泄漏，并且能夠繼續(xù)按照等比例要求

2、縮小器件尺寸，因此得到了廣泛的研究。
　　目前，CTM器件的結(jié)構(gòu)發(fā)展已經(jīng)比較成熟，所以大部分的研究都是集中在材料方面，本文使用TANO S(TaN/Al2O3/Si3N4/SiO2/Si)結(jié)構(gòu)對(duì)CTM器件的一些性質(zhì)進(jìn)行了研究，其中，TaN為控制柵，Al2O3為阻擋層，Si3N4為電荷存儲(chǔ)層，SiO2為隧穿層，Si為襯底。在本文中，基于第一性原理方法，并借助于VASP計(jì)算軟件，對(duì)Si3N4材料的本征缺陷以及Al2O3/Si3N4界面

3、進(jìn)行了相關(guān)研究。全文共有五部分組成，現(xiàn)分別概述如下:
　　第一部分為緒論。首先對(duì)信息記錄的歷史方式做了一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹，并由此引出信息存儲(chǔ)和存儲(chǔ)器技術(shù)，然后陳述了為何要發(fā)展CTM器件，并介紹了CTM器件現(xiàn)在的發(fā)展?fàn)顩r。
　　第二部分為CTM概述和本文的研究方法介紹。在本部分，對(duì)CTM器件的結(jié)構(gòu)演變和工作原理做了重點(diǎn)介紹，然后對(duì)組成器件的各種材料進(jìn)行了分析選擇，最后闡述了本文計(jì)算模擬和模型搭建部分所使用的方法和軟件，并對(duì)本章內(nèi)容

4、做了總結(jié)。
　　第三部分為Si3N4本征缺陷存儲(chǔ)特性研究。在這一部分首先通過形成能計(jì)算選取了Si3N4材料的5個(gè)主要的本征缺陷，然后分別運(yùn)用能帶、態(tài)密度、bader電荷三種手段對(duì)這五種缺陷進(jìn)行了對(duì)比分析，最后得出SiN2的電荷存儲(chǔ)特性最好。
　　第四部分為Si3N4/Al2O3界面性質(zhì)研究。在這部分詳述了界面的構(gòu)造過程，并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。通過設(shè)置兩種不同的優(yōu)化方案得出完全放開優(yōu)化是最合理的結(jié)夠優(yōu)化方法。然后使用電子態(tài)密度計(jì)