本論文主要開展了相變存儲器存儲單元設計與關鍵制備工藝方面的研究，包括相變材料制備與性能表征，電極材料制備與表征、電路模擬及器件結構優(yōu)化三個方面。 首先，本文簡單論述了半導體存儲器及非揮發(fā)性存儲器的發(fā)展歷程，并簡單介紹了幾種重要的非揮發(fā)性存儲器。詳細介紹了非揮發(fā)性相變存儲器發(fā)展歷史，重點論述了相變存儲器的原理，包括材料分析、器件結構及基本性能等，通過和其他存儲器比較，闡述了相變存儲器的主要優(yōu)點，調研了目前國際最新的研發(fā)狀況及相變存儲器關鍵技術的研究重點。然后在理論和實驗兩方面研究了相變材料，電極材料及存儲單元結構等內容。取得的主要結果如下： 1，通過優(yōu)化制備工藝，包括濺射功率、氣壓等條件，制備出滿足特定需要的Ge_2Sb_2Te_5薄膜，具體研究了其結構、相轉變、電阻等性能。濺射功率直接影響Ge_2Sb_2Te_5薄膜沉積速率，功率越大，速率越快。而濺射氣壓越高，薄膜由面心立方轉變?yōu)榱骄B(tài)的結晶溫度越低，意味著面心立方結構越不穩(wěn)定。 2，Ag摻雜Ge_2Sb_2Te_5薄膜的相變溫度隨著Ag摻雜量增大而升高，由未摻雜時的172.7℃上升到11.3％摻雜時的210.0℃。Ag摻雜使得多晶態(tài)的Ge_2Sb_2Te_5薄膜具有更大的電阻率，這有利于減小相變存儲器的寫入電流。使用一種簡單但實用的方法測試了薄膜的I-V曲線，證明Ag摻雜并不破壞Ge_2Sb_2Te_5薄膜本身的相變性質，只是增加了閾值電壓。 3，用高真空電子束蒸發(fā)制備的W電極具有很好的熱穩(wěn)定性能，能承受700度高溫，且采用Ti作為W與Si之間的過渡層時，可以制備出單一晶向、且結構穩(wěn)定的α-W。其晶粒大小及表面粗糙度都要比在Si襯底上生長出的W要好。 4，優(yōu)化了磁控濺射制備GeWN薄膜的工藝條件。當W靶功率為DC200W，Ge靶功率小于等于100W，N_2／Ar比在0.5至1之間時，制備的GeWN薄膜結構穩(wěn)定，表面平
【學位單位】：中國科學院研究生院（上海微系統與信息技術研究所）
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2006
【中圖分類】：TP333
【部分圖文】：

大值變化到一個較小值，對應與邏輯O和1。在浮柵存儲器中，電荷被儲存在浮柵中，而且斷電時依然能保持。所有的浮柵存儲器結構大致相同。如圖1.2所示，第一層柵是浮柵，埋藏在柵氧化層和多晶硅層間介電層理n(inter，olysilieondieleetie)之間。第二層是控制柵，是存儲器晶體管的外部柵。實際上，EPROM和EEPROM都是典型的浮柵存儲器件。圖1.2一種典型的浮柵存儲器結構121而電荷捕獲式器件是1967年發(fā)明的2]l，而且是第一種電轉換式的半導體器件。在電荷捕獲式存儲器中，電荷儲存于不連續(xù)的氮化物陷阱(artP)中，斷電后，數據同樣不會丟失。這種結構常用于MNos(MetalNi城deoxidesilieon)

在電荷捕獲式存儲器中，電荷儲存于不連續(xù)的氮化物陷阱(artP)中，斷電后，數據同樣不會丟失。這種結構常用于MNos(MetalNi城deoxidesilieon)，sNos(siueonN瀝deOxidese而eonductor)及SONos(silieonNrtiideoxideSe而eondueto)r中。圖1.3即為典型的MNOS電荷捕獲式存儲器結構。中國科學院卜海微系統與信息技術研究所碩士學位論文

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