金属纳米晶快闪存储器研究进展

金属纳米晶具有态密度高、费米能级选择范围广以及无多维载流子限制效应等优越性,预示着金属纳米晶快闪存储器在下一代闪存器件中具有很好的应用前景。从金属纳米晶存储器的工作原理、纳米晶的制备方法、以及新型介质材料和电荷俘获层结构等方面,对金属纳米晶存储器近年来的研究进展进行了总结。     

C-H体系CVD金刚石薄膜

化学气相淀积金刚石薄膜过程中,ＣＨ３和Ｃ２Ｈ２是金刚石生长的主要前驱基团。Ｃ２Ｈ２与ＣＨ３浓度比（［Ｃ２Ｈ２］／［ＣＨ３］）的变化将影响金刚石薄膜的生长取向。用非平衡热力学耦合模型设计了Ｃ－Ｈ体系ＣＶＤ金刚石薄膜生长过程中Ｃ２Ｈ２浓度和ＣＨ３浓度随淀积条件的变化,并进一步获得了［Ｃ２Ｈ２］／［ＣＨ３］随衬底温度和ＣＨ４浓度的变化关系,从理论上探讨了金刚石薄膜（１１１）面和（１００）面取向生长与淀积     

C-H体系CVD金刚石薄膜取向生长的热力学分析

化学气相淀积金刚石薄膜过程中 ,CH3 和C2 H2 是金刚石生长的主要前驱基团。C2 H2 与CH3 浓度比 ( [C2 H2 ]/[CH3 ])的变化将影响金刚石薄膜的生长取向。用非平衡热力学耦合模型计算了C H体系CVD金刚石薄膜生长过程中C2 H2 浓度和CH3浓度随淀积条件的变化 ,并进一步获得了 [C2 H2 ]/[CH3 ]随衬底温度和CH4浓度的变化关系 ,从理论上探讨了金刚石薄膜 ( 1 1 1 )面和 ( 1 0 0 )面取向生长与淀积条件的关系。在衬底温度和CH4浓度由低到高的变化过程中 ,[C2 H2 ]/[CH3 ]逐渐升高 ,导致金刚石薄膜的形貌从 ( 1 1 1 )晶面转为 ( 1 0 0 )晶面。     

用PECVD制备掺氟氧化硅低介电常数薄膜

用ＰＥＣＶＤ淀积了低介电常数的掺氟氧化硅介质薄膜,ＳｉＦ４的流量达到６０ｓｃｃｍ时,薄膜的相对介电常数可以降低到３．２。对试样的ＦＴＩＲ分析表明,薄膜中大部分的氟以Ｓｉ－Ｆ键形式存在。Ｃ－Ｖ特性测试表明,薄膜介电常数随氟含量的增加而减小,但薄膜的吸水性随氟含量的增加而变大。并进一步讨论了介电常数和薄膜稳定性与薄膜中氟原子含量之间的内在联系。     

High-performance amorphous In-Ga-Zn-O thin-film transistor nonvolatile memory with a novel p-SnO/n-SnO2 heterojunction charge trapping stack

Amorphous In-Ga-Zn-O (a-IGZO) thin-film transistor (TFT) memories with novel p-SnO/n-SnO₂ heterojunction charge trapping stacks (CTSs) are investigated comparatively under a maximum fabrication temperature of 280 ℃. Compared to a single p-SnO or n-SnO₂ charge trapping layer (CTL), the heterojunction CTSs can achieve electrically programmable and erasable characteristics as well as good data retention. Of the two CTSs, the tunneling layer/p-SnO/n-SnO₂/blocking layer architecture demonstrates much higher program efficiency, more robust data retention, and comparably superior erase characteristics. The resulting memory window is as large as 6.66 V after programming at 13 V/1 ms and erasing at -8 V/1 ms, and the ten-year memory window is extrapolated to be 4.41 V. This is attributed to shallow traps in p-SnO and deep traps in n-SnO₂, and the formation of a built-in electric field in the heterojunction.     

非晶In-Ga-Zn-O沟道薄膜晶体管存储器研究

非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)沟道薄膜晶体管存储器在先进系统面板领域具有重要的应用前景。首先阐明了a-IGZO材料在系统面板和柔性器件等应用中所具有的优势,然后对a-IGZO薄膜的制备方法及材料性能进行了归纳。最后对基于a-IGZO沟道薄膜晶体管存储器的结构、编程和擦除特性等文献报道进行了总结,重点讨论了该类存储器在通常情况下擦除效率低的原因及其改善措施。因此,对今后开发高性能a-IGZO沟道薄膜晶体管存储器具有很好的指导意义。     

ZrN扩散阻挡层与SiCON低k介质界面特性XPS研究

对ZrN扩散阻挡层与SiCON低k介质(k=2.35)的界面特性进行了XPS分析。实验结果表明,刚淀积的样品中ZrN与SiCON薄膜之间有一定程度的相互扩散并形成界面区。在界面区内Zr与SiCON薄膜中O及N元素相互作用成键,表明ZrN/SiCON界面有良好的黏附性能。400℃退火后,除受表面氧化作用干扰的O和N元素外,未观察到界面中其他元素Zr,Si和C有新的扩散,说明界面稳定性很好。     

一种新型高速嵌入式动态随机存储器

基于二维器件模拟工具,研究了一种采用栅控二极管作为写操作单元的新型平面无电容动态随机存储器.该器件由一个n型浮栅MOSFET和一个栅控二极管组成.MOSFET的p型掺杂多晶硅浮栅作为栅控二极管的p型掺杂区,同时也是电荷存储单元.写“0”操作通过正向偏置二极管实现,而写“1”操作通过反向偏置二极管,同时在控制栅上加负电压使栅控二极管工作为隧穿场效应晶体管(Tunneling FET)来实现.由于正向偏置二极管和隧穿晶体管开启时接近1μA/μm的电流密度,实现了高速写操作过程,而且该器件的制造工艺与闪烁存储器和逻辑器件的制造兼容,因此适合在片上系统(SOC)中作为嵌入式动态随机存储器使用.     

N_2和NH_3退火对铪铝氧栅介质C-V特性的影响

采用原子层淀积(ALD)的方法在Si(100)衬底上制备了铪铝氧(HfAlO)高介电常数介质,并研究了N2和NH3退火对于介质薄膜的影响。改变原子层淀积的工艺,制备了三组含有不同Al∶Hf原子比的铪铝氧(HfAlO)高介电常数介质。电容电压特性(C-V)测试表明,薄膜的积累电容密度随着薄膜中Al∶Hf原子比的减少而增加。实验表明,用N2和NH3对样品进行淀积后退火,可以减小等效电容厚度(CET)、降低固定正电荷密度以及减小滞回电压,从而有效地提高了介质薄膜的电学特性。     

铜互连中SiCOF/a-C:F双层低介电常数薄膜的制备和表征

用等离子体化学气相淀积系统制备了一种新颖的SiCOF/a-C:F双层低介电常数介质薄膜,并用红外光谱表征了该薄膜的化学结构.通过测量介质的折射率发现该薄膜长时间暴露在空气中,其光频介电常数几乎不变.然而,随退火温度的增加,其光频介电常数则会减小.基于实验结果讨论了几种可能的机理.二次离子质谱分析表明在Al/a-C:F/Si结构中F和C很容易扩散到Al中,但在Al/SiCOF/a-C:F/Si结构中,则没有发现C的扩散,说明SiCOF充当了C扩散的阻挡层.分析还发现在SiCOF和a-C:F之间没有明显的界面层.