金屬納米晶存儲(chǔ)器材料和性能研究.pdf

1、非易失性快閃存儲(chǔ)器在智能手機(jī)以及其它移動(dòng)數(shù)碼產(chǎn)品等方面具有廣泛的應(yīng)用，在最近幾年得到了快速的發(fā)展。然而，傳統(tǒng)的多晶硅浮柵存儲(chǔ)器由于其固有的缺點(diǎn)，而無(wú)法滿(mǎn)足業(yè)界對(duì)超高密度存儲(chǔ)的需求。因此，開(kāi)發(fā)下一代新型非易失性存儲(chǔ)器已迫在眉睫。本論文基于分離式的電荷存儲(chǔ)方式，結(jié)合新材料和先進(jìn)工藝，研究了金屬-絕緣體-半導(dǎo)體(MIS)結(jié)構(gòu)以及薄膜晶體管(TFT)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器件的性能，取得了如下研究結(jié)果:
　　采用原子層淀積(ALD)方法在Al2O3薄膜

2、表面生長(zhǎng)鉑納米晶，研究了不同淀積循環(huán)數(shù)對(duì)納米晶的大小和密度的影響。結(jié)果表明了，隨著循環(huán)數(shù)的增加，納米晶的體積變大，密度降低。接著，采用ALD原位生長(zhǎng)的方法，在HfO2薄膜中嵌入單層或雙層鉑納米晶，比較研究了鉑納米晶的引入對(duì)HfO2薄膜的退火溫度導(dǎo)致的結(jié)晶程度的影響，表明了鉑納米晶的引入能有效抑制HfO2晶粒的增長(zhǎng)。
　　研究了基于Ru納米晶和HfAlO介質(zhì)為異質(zhì)電荷俘獲層的MIS結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)性能，比較了異質(zhì)電荷俘獲層中不同HfAlO

3、介質(zhì)組成對(duì)電學(xué)性能的影響。結(jié)果顯示，采用異質(zhì)電荷俘獲層電容的存儲(chǔ)特性明顯優(yōu)于單Ru納米晶層。此外，隨著異質(zhì)電荷俘獲層中HfO2成分增加，所得到的存儲(chǔ)性能逐漸改善。當(dāng)以Ru納米晶/HfO2介質(zhì)為異質(zhì)電荷俘獲層時(shí)，所得存儲(chǔ)性能最好:在±9V的掃描電壓范圍內(nèi)，CV滯回窗口達(dá)到12.6V;在+9V電壓下編程/擦除100 ms，其存儲(chǔ)窗口可達(dá)4.5V，在室溫下外推到十年仍有3.4V的存儲(chǔ)窗口。
　　采用磁控濺射技術(shù)制備了In-Ga-Zn-O