電荷俘獲型存儲器阻擋層的研究.pdf

1、閃存是當前非易失性半導體存儲器市場上的主流存儲器件。隨著閃存進入20納米工藝節(jié)點，基于傳統(tǒng)浮柵結構的閃存技術正面臨嚴重的技術挑戰(zhàn)，如浮柵耦合、電荷泄漏、相鄰單元之間的串擾問題等。因而，提出了能夠解決以上問題的電荷分立俘獲型存儲器。這種電荷俘獲存儲器件的基本結構是由隧穿層、存儲層和阻擋層等功能層構成。本論文主要針對當前電荷俘獲存儲器可持續(xù)性縮小過程中的低壓和高可靠性的需求，對阻擋層的材料、結構、后處理方式進行了優(yōu)化，以及提出了光照的方法更

2、準確的測試電容結構中少子參與的速度特性。
　　 本論文首先介紹了如何優(yōu)化阻擋層材料。由于采用傳統(tǒng)的SiO2做阻擋層材料，不能滿足器件持續(xù)按比例縮小的要求，因而，提出了引入高k阻擋層。首先闡明了引入高k材料做阻擋層的原因。這就是阻擋層采用高k材料，能使電場更多的疊加在遂穿層上，從而增大器件的編程擦寫速度。同時，高k阻擋層和大功函數(shù)的金屬電極一起能夠有效的抑制擦除飽和現(xiàn)象。接著，介紹了各種高k阻擋層及其相應的存儲器件的性能。接著介紹

3、了如何優(yōu)化阻擋層結構。一種是采用堆疊的高k阻擋層。這樣可以兼具多種高k材料的優(yōu)點。另一種是在阻擋層和俘獲層之間插入SiO2層。由于SiO2帶隙寬，那么器件可以在不損失速度的前提下，極大的改善器件的保持特性。然后提出了對阻擋層中常用的Al2O3材料進行后處理優(yōu)化。我們實驗中發(fā)現(xiàn)高溫退火能有效降低Al2O3材料的缺陷密度，從而，改善電荷俘獲型存儲器件的性能。同時，研究發(fā)現(xiàn)退火氣氛對MANOS器件也有明顯的影響。最后，研究中發(fā)現(xiàn)在電容結構中少