三维圆柱形电荷俘获存储器件的继续微缩对其性能的影响

本文详细地研究了关键尺寸的继续微缩对三维圆柱形无结型电荷俘获存储器器件性能的影响。通过Sentaurus三维器件仿真器,我们对器件性能的主要评价指标进行了系统地研究,包括编程擦除速度和高温下的纵向电荷损失及横向电荷扩散。沟道半径的继续微缩有利于操作速度的提升,但使得纵向电荷损失, 尤其是通过阻挡层的纵向电荷损失,变得越来越严重。栅极长度的继续微缩在降低操作速度的同时将导致俘获电荷有更为严重的横向扩散。栅间长度的继续微缩对于邻近器件之间的相互干扰有决定性作用,对于特定的工作温度及条件其值需谨慎优化。此外,栅堆栈的形状也是影响电荷横向扩散特性的重要因素。研究结果为高密度及高可靠性三维集成优化提供了指导作用。     

一种用于NAND闪存的奇偶位线块编程补偿算法

为改善数据保持干扰和编程干扰对NAND闪存可靠性的影响,提出了一种新的奇偶位线块编程补偿算法。该算法利用编程干扰效应来补偿由数据保持引起的阈值漂移,修复NAND闪存因数据保持产生的误码,提高了NAND闪存的可靠性。将该算法应用于编程擦除次数为3k次的1x-nm MLC NAND闪存。实验结果表明,在数据保持时间为1年的条件下,与传统奇偶交叉编程算法相比,采用该补偿算法的NAND闪存的误码降低了93%;与读串扰恢复算法相比,采用该补偿算法的NAND闪存的误码下降了38%。     

利用直接隧穿弛豫谱技术对超薄栅MOS结构中栅缺陷的研究

给出了超薄栅MOS结构中直接隧穿弛豫谱(DTRS)技术的细节描述,同时在超薄栅氧化层(＜3nm)中给出了该技术的具体应用.通过该技术,超薄栅氧化层中明显的双峰现象被发现,这意味着在栅氧化层退化过程中存在着两种陷阱.更进一步的研究发现,直接隧穿应力下超薄栅氧化层(＜3nm)中的界面/氧化层陷阱的密度以及俘获截面小于FN 应力下厚氧化层(＞4nm)中界面/氧化层陷阱的密度和俘获截面,同时发现超薄氧化层中氧化层陷阱的矩心更靠近阳极界面.     

一种用于分离pMOS器件热载流子应力下氧化层陷阱电荷和界面陷阱电荷对阈值电压退化作用的方法

在电荷泵技术的基础上,提出了一种新的方法用于分离和确定氧化层陷阱电荷和界面陷阱电荷对pMOS器件热载流子应力下的阈值电压退化的作用,并且这种方法得到了实验的验证.结果表明对于pMOS器件退化存在三种机制:电子陷阱俘获、空穴陷阱俘获和界面陷阱产生.需要注意的是界面陷阱产生仍然是pMOS器件热载流子退化的主要机制,不过氧化层陷阱电荷的作用也不可忽视.     

热载流子应力下超薄栅pMOS器件氧化层陷阱电荷的表征

利用电荷泵技术研究了4nm pMOSFET的热载流子应力下氧化层陷阱电荷的产生行为.首先,对于不同沟道长度下的热载流子退化,通过直接的实验证据,发现空穴陷阱俘获特性与应力时间呈对数关系.然后对不同应力电压、不同沟道长度下氧化层陷阱电荷(包括空穴和电子陷阱俘获)的产生做了进一步的分析.发现对于pMOSFET的热载流子退化,氧化层陷阱电荷产生分两步过程:在较短的应力初期,电子陷阱俘获是主要机制;而随着应力时间增加,空穴陷阱俘获作用逐渐显著,最后主导了氧化层陷阱电荷的产生.     

利用弛豫谱技术对界面陷阱密度和其能量分布的研究

基于界面陷阱的定义,通过分别对亚阈值摆幅漂移和亚阈区栅电压漂移采用弛豫谱技术有效地提取了1.9nm MOS结构中的界面陷阱密度和它的能量分布.发现这两种方法提取的界面陷阱密度的能量分布是自洽的,同时也与文献报道的DCIV等方法的结果是一致的.与其它的提取方法相比,采用弛豫谱技术的这两种方法更加简单和方便.     

MOS器件栅介质层陷阱的表征方法

随着MOS器件按比例缩小,MOS器件的可靠性问题正成为限制器件性能的一大瓶颈。作为可靠性研究的一个热点和难点,MOS器件栅介质可靠性的研究一直是学术界和工业界研究的重点。普遍认为,栅介质中的陷阱是引起栅介质退化乃至击穿的主要因素,对栅介质中陷阱信息的准确提取和分析将有助于器件性能的优化、器件寿命的预测等。针对几十年来研究人员提出的各种陷阱表征方法,在简单介绍栅介质中陷阱相关知识的基础上,对已有的界面陷阱和氧化层陷阱表征方法进行系统的调查总结和分析,详细阐述了表征技术的新进展。     

一种适用于3D NAND闪存的分布式功率级LDO设计

由于3D NAND闪存芯片面积较大,其电源分布网络庞大、复杂,既需要满足多个块(block)并行读写时所需的600 mA峰值电流要求,也需要满足芯片在待机状态下的低功耗要求-针对以上问题,设计了一种为3D NAND闪存芯片进行供电的无片外电容的分布式功率级LDO电路.通过设计Active和Standby两种工作模式下的...     

硅纳米晶存储器的耐受性研究

首先介绍了硅纳米晶粒的制备工艺以及硅纳米晶存储器件的基本特性。接着重点探讨了硅纳米晶存储器耐久性退化的物理机制,发现应力引起的界面陷阱是耐受性退化的主要原因。随后,同时采用多种分析手段,如电荷泵法和CV曲线分析法对界面陷阱的退化机理进行了更深入细致的研究。从界面陷阱在禁带中的能级分布中发现,相较于未施加应力时界面陷阱的双峰分布,施加应力后产生了新的Pb1中心的双峰。最后,分别从降低擦写电压和对载流子预热的角度提出了三种新的编程方法,有效提高了硅纳米晶存储器件的耐受性。     

A simple and accurate method for measuring program/erase speed in a memory capacitor structure

With the merits of a simple process and a short fabrication period, the capacitor structure provides a convenient way to evaluate memory characteristics of charge trap memory devices. However, the slow minority carrier generation in a capacitor often makes an underestimation of the program/erase speed. In this paper, illumination around a memory capacitor is proposed to enhance the generation of minority carriers so that an accurate measurement of the program/erase speed can be achieved. From the dependence of the inversion capacitance on frequency, a time constant is extracted to quantitatively characterize the formation of the inversion layer. Experimental results show that under a high enough illumination, this time constant is greatly reduced and the measured minority carrier-related program/erase speed is in agreement with the reported value in a transistor structure.