标题: 高介电常数奈米微晶粒材料之研究与记忆体元件之制作(III)
Study on High-K Dielectric Nanocrystal Material and Novel Nonvolatile Memory Device Fabrication(III)
作者: 雷添福
LEI TAN-FU
国立交通大学电子工程学系及电子研究所
关键字: 高介电常数材料;非挥发性记忆体;快闪记忆体;捕陷电荷层记忆窗口;储存资料持久性;氧化铪;氧化铈;通道热电洞;能带对能带热电子;相分离;P通道
公开日期: 2007
摘要: 本计画为三年期计划的第三年计划,全部三年计划目的将制作一个最佳特性的非挥发性快闪记忆体元件。目前已执行完第一、二年计划,第一年执行奈米微晶粒形成机制以及制作记忆体电容;第二年制作一个高介电常数奈米微晶粒非挥发性快闪记忆体元件。在第三年所将第二年提出的新型捕陷电荷层结构来制备捕陷电荷层,来取代现今传统氮化矽 (Si3N4) 材料,并应用在PMOSFET的快闪记忆体上。再用不同的写入/抹除的操作方式,在低电压下来操作快闪记忆体。以达成电荷捕捉效率佳、有快速的写入/抹除速度、大的记忆窗口、储存资料持久性、以及写入、清除操作造成的性能退化少的非挥发性快闪记忆体。
在制程方面,我们除延续第二年所提出的新型捕陷电荷层的结构,利用高介电常数的金属矽氧化物材料如矽氧化铪(HfSixOy)、氧化铈(CeOx)来制作奈米微晶粒,利用快速升温退火制程,将可利用相分离的方式使该高介电常数的金属矽氧化物之薄膜层分离产生高介电常数的材料的奈米微晶粒被包于氧化矽中。再着,近年来在PMOSFET快闪记忆体在写入资料的速度上具有较NMOSFET快闪记忆体强的能力,在第三年中,将延续使用新型捕陷电荷层结构,导入PMOSFET形式的快闪记忆体,改善快闪记忆体的写入速度。
在元件操作方面,我们将利用不同的写入/抹除的操作方式,利用能带对能带之间的热电子注入的方法来写入,相对的,则是用能带对通道热电洞注入来抹除。这两种方法,该热电子之结构是在靠在源极端或在汲极端所产生的,因此可以在源极端或在汲极端来进行写入/抹除的操作,而我们电荷储存在分离式的储存点中,储存方式可以很区域性,可利用上述之写入/抹除的操作方式,可使记忆体达到一个单元储存二个位元的效果。而通道热电洞注入来抹除的操作方式,也可避免掉利用富勒-诺得汉穿隧的机制来抹除造成饱和抹除操作的缺点。我们将研究不同写入/抹除的操作方式对快闪记忆体的可靠度的影响。
本年度计画将制作一个高介电常数奈米微晶粒矽锗通道的非挥发性快闪记忆体元件,将整合数种材料、不同的制程方法及结构来取代现今传统氮化矽材料,再使用低电压的操作方式达到现今低功率的要求,应用于CMOS元件制程上。
官方说明文件#: NSC96-2221-E009-209
URI: http://hdl.handle.net/11536/88387
https://www.grb.gov.tw/search/planDetail?id=1463297&docId=262223
显示于类别:Research Plans