固體材料缺陷早在20世紀就受到了人們的關注,近年來隨著半導體技術的發(fā)展和新型應用領域的產(chǎn)生,缺陷問題也變得越來越重要。一方面,從缺陷的應用看,顯示技術、儲氫技術、數(shù)據(jù)存儲和電池儲能等方面都與材料缺陷應用研究緊密相關;另一方面,從缺陷對可靠性的影響看,微電子器件中的材料缺陷會嚴重影響器件和電路的良率、性能、長期可靠性和輻射特性。因此對于缺陷的理解和研究也是微電子行業(yè)發(fā)展的一個至關重要的課題。雖然在實驗上己經(jīng)發(fā)展了各種表征技術來研究缺陷,然而在實際應用中會受到多種因素制約,包括測量精度、重復性、可靠性、以及測試成本等�？紤]到這些實驗中可能存在的各種問題,原子層面的理論計算和仿真模擬成為了研究缺陷機理必不可少的工具,甚至在解釋半導體集成電路器件可靠性特性和指導器件工藝設計中也起到了至關重要的作用。由于第一性原理計算可以從原子層面更為直觀的展示缺陷對材料特性和器件可靠性的影響,第一性原理計算一方面不僅可以應用于半導體、金屬以及絕緣體等材料研究,例如高可靠性絕緣介質(zhì)層的工藝優(yōu)化;另一方面也是研究晶體管可靠性和各種存儲器可靠性不可少的理論指導工具,例如本文的研究對象,電荷俘獲型3DNAND閃存存儲... 

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

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

1(a)NANDflash存儲陣列，(b)NORFlash存儲陣列nne

?山東大學博士學位論文???從Ｈａｓｈ的存儲單元結(jié)構(gòu)來看，主要有浮柵（Ｆｌｏａｔｉｎｇ?Ｇａｔｅ，?ＦＧ）型和電荷俘獲??（Ｃｈａｒｇｅ－ｔｒａｐｐｉｎｇ，?ＣＴ）型兩種，兩者同于１９６７年首次被提出［１２］』｜３］。對于ＦＧ結(jié)構(gòu)，??其結(jié)構(gòu)是在金屬－氧化物－半導體場效應管晶體管（ＭＯＳＦＥＴ）的基礎上在控制柵極??（Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｇａｔｅ，?ＣＧ）和柵介質(zhì)層之間加了一層多晶硅（見圖１．１．２（ａ））。該多晶硅層沒??有接觸電極，因此無法探測和控制其電勢，而其電勢又可以像晶體管的柵極一樣影??響晶體管的溝道電勢，故稱之為“浮柵”。??Ｖ

?山東大學博士學位論文???低Ｖｔｈ兩種工作狀態(tài)。通過讀取此ＦＥＴ在兩個Ｖｌｈ之間的電壓下的電流就可以區(qū)分??晶體管的工作狀態(tài)。較低的Ｖｔｈ對應于存儲邏輯“１”，較高Ｖｔｈ對應于存儲邏輯？？０＇??初始的電荷俘獲型Ｆｌａｓｈ的存儲單元為金屬－氮化物－氧化物－半導體（ＭＮＯＳ）結(jié)??構(gòu)器件［｜４］。電荷存儲在電荷俘獲層（氮化物）層并被缺陷所俘獲。在外加柵壓的作??用下電荷可以通過隧穿層（氧化物）進出電荷俘獲層。為了提高電荷的保持性以解??決可靠性問題，改進的金屬－氧化物－氮化物－氧化物－半導體（ＭＯＮＯＳ）結(jié)構(gòu)中在金屬??和氮化物層中間加了一層氧化物稱為阻擋層，如圖１．１．２所示。用多晶硅柵極取代??金屬柵極便是電荷俘獲型Ｆｌａｓｈ中最為代表性的ＳＯＮＯＳ結(jié)構(gòu)ＭＬ其結(jié)構(gòu)與浮柵結(jié)??構(gòu)非常相似，不同之處在于浮柵層中的多晶硅材料變?yōu)槟芊@電荷的氮化硅材料，??稱為電荷俘獲層。??


本文編號：3380278