本文選題：非揮發(fā)性存儲器 + 原子層淀積��； 參考：《復(fù)旦大學(xué)》2012年碩士論文

【摘要】：隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展,芯片的特征尺寸不斷減小,傳統(tǒng)的基于多晶硅浮柵快閃存儲器正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而基于分離節(jié)點存儲的金屬納米晶存儲器,可以實現(xiàn)在較薄的隧穿層下具有良好的數(shù)據(jù)保持能力,以及低工作電壓下的快速擦寫功能,因此可望應(yīng)用于下一代快閃存儲器。本文基于原子層淀積技術(shù),探索了原子層淀積鉑納米晶的工藝條件,并對原子層淀積的鉑納米晶進(jìn)行快速熱退火研究,最后研究了原子層淀積鉑金屬納米晶的存儲特性。具體內(nèi)容包括以下三個部分： (1)采用(MeCp)Pt(CH3)3和O2作為反應(yīng)源,探索了原子層淀積鉑金屬納米晶的工藝條件(包括襯底溫度、反應(yīng)源脈沖時間、反應(yīng)循環(huán)數(shù)),并對其材料特性進(jìn)行了表征分析。結(jié)果表明,本實驗最適宜的襯底溫度和前驅(qū)體(MeCp)Pt(CH3)3脈沖時間分別為300℃和1s。在上述條件下,當(dāng)反應(yīng)循環(huán)數(shù)到達(dá)70,所淀積的鉑顆粒分離清晰、分布均勻、密度高(-2×1012cm-2)。隨著反應(yīng)循環(huán)數(shù)的不斷增加,相鄰鉑納米晶之間發(fā)生相連,并最終形成薄膜。此外,本文比較了在不同襯底表面(如單晶硅、Si02和A1203表面)原子層淀積鉑納米晶的生長特性,結(jié)果表明單晶Si表面不利于實現(xiàn)Pt的原子層淀積生長；Si02和A1203表面均支持Pt的原子層淀積生長,即Pt首先以納米顆粒形式生長,然后逐漸相連形成薄膜；A1203表面比Si02表面更容易實現(xiàn)Pt的原子層淀積生長。 (2)采用快速熱退火的方法,對原子層淀積的鉑納米晶進(jìn)行了不同條件下的后退火研究,探究了退火溫度和退火時間對Pt納米晶改性作用。結(jié)果表明,隨著退火溫度從700℃上升到900℃,顆粒尺寸逐漸增大,顆粒之間分離變得更清晰,外形愈加趨向球形,但顆粒密度從700℃退火后的9.94×1011cm-2逐漸減小到900℃退火后的8.31×1011cm-2。在800℃下退火時,隨著退火時間從15s增加到60s,Pt納米顆粒的尺寸也逐漸增大,但尺寸分布變得更加彌散,顆粒密度從9.29x1011cm-2降低到4.50×1011cm-2。此外,當(dāng)退火溫度升高到900℃時,Pt納米顆粒中出現(xiàn)部分氧化態(tài)的Pt原子,這可能是由于高溫下Pt納米顆粒與A1203之間發(fā)生了界面反應(yīng)。 (3)采用原子層淀積的Pt金屬納米晶作為存儲媒介,同時采用原子層淀積的A1203為隧穿介質(zhì)層和電荷阻擋層,制備了MOS存儲電容器,并對其存儲特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,在+/-15V的電壓掃描范圍內(nèi),所得到的C-V滯回窗口達(dá)到10.2V,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沒有Pt納米晶時的0.28V；+/-12V分別編程/擦除100μs后,所得到的存儲窗口達(dá)到5.1V；當(dāng)編程/擦除時間分別延長到1ms后,所得的存儲窗口高達(dá)8.2V,其在室溫下外推至十年后,仍有5.3V的大的存儲窗口。上述結(jié)果揭示了該MOS結(jié)構(gòu)具有良好的編程和擦除特性,以及優(yōu)良的的電荷保持能力。
[Abstract]:With the development of semiconductor technology, the characteristic size of the chip is decreasing, and the traditional fast flash memory based on polysilicon floating gate is facing a severe challenge. The metal nanocrystalline memory based on the separation node can be used in the next generation flash memory because it has good data retention ability under thin tunneling layer and fast erasure function at low working voltage. Based on the atomic layer deposition technology, the technological conditions of platinum nanocrystalline deposited by atomic layer are explored, and the rapid thermal annealing of platinum nanocrystalline deposited by atomic layer is studied. Finally, the storage characteristics of platinum nanocrystalline deposited by atomic layer deposition are studied. The main contents are as follows: 1) using MeCpPtPtCH3H3 and O2 as reaction sources, the technological conditions of nanocrystalline platinum deposited by atomic layer (including substrate temperature, pulse time of reaction source) are explored. The reaction cycle number and the properties of the materials were analyzed. The results show that the most suitable substrate temperature and the pulse time of the precursor MeCpCpPtPtPtPtH3CH3 are 300 鈩，

本文編號：2034832