EEPROM的氧化層特性和電荷保持特性分析.pdf

1、隨著科技水平的發(fā)展，非易失性存儲(chǔ)器逐漸成為了存儲(chǔ)器系列的主流。其中的EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)更是得到了廣泛的應(yīng)用。我國正在更換的“國家第二代居民身份證”上的存儲(chǔ)芯片采用的就是EEPROM單元。 本文針對(duì)EEPROM的可靠性問題進(jìn)行了分析和研究。提出隧道氧化層退化的主要機(jī)制，分析了SILC和熱載流子效應(yīng)。在理論研究的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)分析了隧道氧化層和ONO層的SILC電流以及擊穿特性，并比較了應(yīng)力前后SILC電流的

2、變化，指出熱載流子效應(yīng)使得氧化層中的陷阱以及俘獲電荷增多，是造成應(yīng)力后SILC電流增大的原因。分析了SlLC尖峰電流的成因，認(rèn)為是正電荷陷入了SiO2層，使隧穿電子的勢(shì)壘下降，產(chǎn)生迅速增大的瞬態(tài)電流，其后電流的迅速減小是由退阱效應(yīng)和由此產(chǎn)生的正電荷隧穿中心的湮滅所引起的。認(rèn)為由電容面積增大所造成的氧化層缺陷和陷阱數(shù)目增多，是其SILC尖峰電場(chǎng)增強(qiáng)和擊穿電流增大的主要原因。 在此研究的基礎(chǔ)上，對(duì)EEPROM的保持特性進(jìn)行了較為深入

3、的研究。通過理論推導(dǎo)和仿真曲線解釋了EEPROM輸出曲線向上傾斜的成因，介紹了加速實(shí)驗(yàn)的概念和熱加速實(shí)驗(yàn)的機(jī)理。重點(diǎn)闡述了電加速實(shí)驗(yàn)的原理和理論基礎(chǔ)，對(duì)電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器EEPROM單元在給定電壓下的電荷保持特性進(jìn)行了分析和研究，得出了EEPROM 單元電荷保持能力的理論公式，得到了單元保持狀態(tài)下的電特性曲線，發(fā)現(xiàn)外加電壓是影響單元電荷保持特性的主要原因。在假定電荷流失機(jī)制為Fowler-Nordheim 隧穿效應(yīng)的情況下，推出了