MONOS存儲器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化及高k存儲層研究.pdf

1、國際半導體技術(shù)發(fā)展路線圖(ITRS)2011中提出,電荷陷阱型浮柵存儲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器為研究對象,在全面分析電荷陷阱型SONOS(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Si)/MONOS(Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Si)存儲器工作原理和電荷輸運機理的前提下,使用器件模擬仿真與實驗結(jié)合的方法來對其進行綜合研究。<

2、br>　　首先使用Silvaco TCAD軟件仿真研究了各層厚度的效應(yīng)并對柵堆棧結(jié)構(gòu)厚度進行了優(yōu)化,確定了可實現(xiàn)存儲窗口、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GdO和LaHfO高k材料作為存儲層的存儲器的存儲特性進行了模擬仿真,證明了高k材料作為存儲層對于實現(xiàn)低壓高速及優(yōu)良保持特性SONOS存儲器的研究意義。
　　此后,通過實驗,采用磁控濺射方法制備了缺氧或富氧GdOx及GdON作為存儲層的MONOS電容存儲器,

3、使用XPS分析方法來確定存儲層材料成份以及表征存儲層/隧穿層界面成鍵狀況。結(jié)果顯示,GdO存儲層中摻氮誘導出的電子陷阱密度較大,陷阱能級深,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對存儲層進行淀積后退火對存儲器存儲特性的影響。實驗結(jié)果表明,合適氣氛對GdO(N)存儲層進行淀積后退火可以使MONOS存儲器的存儲窗口、工作速度以及保持特性得到