隨著信息時代的到來,數(shù)據(jù)爆發(fā)性的增長要求非易失性存儲器（Non-volatile memory,NVM）在開發(fā)更高的存儲密度等方面快速提升。但是隨著摩爾定律極限的接近,器件尺寸的等比例縮小對器件性能產(chǎn)生了根本性的影響。為解決上述問題,電荷俘獲型存儲器（Charge Trapping Memory,CTM）橫空出世。同時,高k材料的優(yōu)異性能使得其被引入電荷俘獲型存儲器中,用以提高器件性能。本文開展了基于原子層沉積技術(shù)（Atomic Layer Deposition,ALD）的HfO2薄膜生長工藝的研究,分析了以HfO2薄膜分別作為介電層和存儲層的電容器、電荷俘獲型存儲器的電學(xué)性能。主要內(nèi)容如下:本文使用ALD沉積技術(shù)制備了在不同吹掃時間和生長溫度時的HfO2薄膜,基于以不同生長條件的HfO2薄膜制作了 MOS電容器,并對其電學(xué)性能進行系統(tǒng)的分析,以研究生長工藝對器件性能的影響。在研究生長溫度對器件性能的影響過程中,對MOS電容器進行C-V、I-V和恒定電壓應(yīng)力（Constant Voltage Stress,CVS）測試,從三個角度分析了 ALD生長溫度對HfO2薄膜MOS電容器的影響。... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１浮柵型存儲器結(jié)構(gòu)示意圖??（ｆｌｏａｔｉｎａｔｅＦＧ）

ｉｎ?Ｓｏｕｒｃｅ??［Ｂｉｔｌｉｎｅ?｜?［?Ｂａｓｅ?ｕｎｉｔ｜?｜?Ｂｉｄｉｏｅ?ｊ?ｊ?Ｂａｓｅ?ｍｕｔｊ??Ｂ?Ｔｆｃｌ?ｂ?ｈ＾ｚｚｆ＾＂??Ｍ－＂■卜．．．．．ｔ＾Ｈ．．．固??Ｌ—－１?—ｒ?３￣－ｆＷ１??１??工￣二??＾??ｉ?ｌ！??Ｍ?ＺＫＺ??—“?＾ＴｗＯｉｉ??４ｒ?｛?Ｓ（Ｊ＜Ｓ）｜???＿３－?Ｔ－－??｜?１?ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ１１?ｂｉｔ?｜?［?１８?（ｊａｎａｉｓｔｏｒ／ｌｄ?ｂｉｔ?｜??圖１．２?ＮＯＲ和ＮＡＮＤ存儲器結(jié)構(gòu)示意圖［４］??為順應(yīng)信息時代的發(fā)展，浮柵型存儲器由于具有非易失性，迅捷的訪問速度??和高可靠性等優(yōu)勢，其應(yīng)用變得相當(dāng)廣泛。浮柵型存儲器的應(yīng)用可以分為兩個主??要市常一種是用于代碼存儲的ＮＯＲ存儲器，例如ＰＣ、ＢＩＯＳ，蜂窩電話和ＤＶＤ。??ＮＯＲ存儲器由于其快速的隨機訪問速度而最適合程序或代碼儲存市常另一種??是用于文件（圖片、文字等）存儲的ＮＡＮＤ存儲器，例如數(shù)碼相機。同ＮＯＲ存??儲器相比，ＮＡＮＤ存儲器陣列結(jié)構(gòu)中的多個存儲單元串聯(lián)在一起以共享接觸區(qū)??域，由于接觸面大大減小，ＮＡＮＤ存儲器所占空間面積顯著減小，從而有利于??提高閃存的存儲效率。圖１．２展示了?ＮＯＲ和：ＮＡＮＤ存儲器的結(jié)構(gòu)示意圖［４］。??ＮＡＮＤ存儲器與ＮＯＲ存儲器由于不能相互兼容，因此有不同的應(yīng)用前景。??ＮＡＮＤ存儲器的最初的目標(biāo)是替代磁性存儲器［５］。最初，膠卷首先被ＮＡＮＤ閃??存的存儲卡所取代。實際上，從１９９２年ＮＡＮＤ閃存的生產(chǎn)開始，ＮＡＮＤ閃存已??經(jīng)廣泛應(yīng)用于新興產(chǎn)業(yè)，并已取代磁存儲器。接下來，軟盤被ＵＳＢ驅(qū)動器

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???１．３．１電荷俘獲型存儲器工作原理??電荷俘獲型存儲器在擦除／寫入過程，通過分別控制存儲器的柵極、源和漏上??的電壓信號來改變存儲層中電荷種類和數(shù)量，從而改變存儲器的閾值電壓，最終??實現(xiàn)不同邏輯狀態(tài)０或１。其器件結(jié)構(gòu)如圖１．３：??１）寫入操作時，在控制柵極上施加正電壓，襯底中電子在強電場的作用下，??以隧穿的方式通過隧穿層，進入存儲層中，被存儲層的電子陷阱捕獲。??并且在阻擋層的限制下，阻止這些電子向阻擋層和控制柵極泄漏。存儲??器的閾值電壓將向正向偏移。??２）擦除操作時，在控制柵極上施加負電壓，存儲層中的電荷在電場的作用??下將脫離陷阱的束縛，并隧穿到襯底。同時襯底中的空穴也會通過隧穿??作用進入存儲層，與存儲層的電子復(fù)合。阻擋層同時會限制電子向柵極??泄漏。此時存儲器的閾值電壓將發(fā)生負向偏移。??３）數(shù)據(jù)保持時，控制柵極沒有外加電壓，電荷存儲層中的電荷在陷阱的束??縛以及阻擋層和隧穿層的限制下，固定在存儲層并保持一段時間。??控制柵ｆ??阻擋層＾??存儲層＿????隧穿層????源極?、．＞?■極???１?襯底????圖１．３電荷俘獲型存儲器結(jié)構(gòu)示意圖??所以要突破前文提到的器件等比例縮小帶來對電荷俘獲型存儲器的技術(shù)限??制，可以從器件的各個結(jié)構(gòu)層入手。如，通過增加存儲層電荷陷阱數(shù)目來提升數(shù)??據(jù)存儲能力，實現(xiàn)較大的存儲窗口，從而實現(xiàn)多值存儲，解決了電荷存儲數(shù)目下??降帶來的性能影響；通過選用功函數(shù)較大的金屬作為控制柵極，可以減少存儲電??荷向控制柵極的泄漏；或者針對阻擋層或者隧穿層進行能帶工程，通過多能帶結(jié)??７??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]硅片清洗技術(shù)及發(fā)展[J]. 胡雅倩.  天津科技. 2019(06)
[2]From octahedral structure motif to sub-nanosecond phase transitions in phase change materials for data storage[J]. Zhitang SONG,Sannian SONG,Min ZHU,Liangcai WU,Kun REN,Wenxiong SONG,Songling FENG.  Science China（Information Sciences）. 2018(08)

碩士論文
[1]基于高K材料的閃存器件研究[D]. 陳國星.蘭州大學(xué) 2014



本文編號：3237324