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。     

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 .     

超薄栅MOS器件热载流子应力下SILC的产生机制

通过测量界面陷阱的产生,研究了超薄栅nMOS和pMOS器件在热载流子应力下的应力感应漏电流(SILC).在实验结果的基础上,发现对于不同器件类型(n沟和p沟)、不同沟道长度(1、0.5、0.275和0.135μm)、不同栅氧化层厚度(4和2.5nm),热载流子应力后的SILC产生和界面陷阱产生之间均存在线性关系.这些实验证据表明MOS器件减薄后,SILC的产生与界面陷阱关系非常密切.     

一种用于提取LDD结构n-MOSFET热载流子应力下界面陷阱产生的改进方法

提出了一种新的基于电荷泵技术和直流电流法的改进方法,用于提取LDDn MOSFET沟道区与漏区的界面陷阱产生.这种方法对于初始样品以及热载流子应力退化后的样品都适用.采用这种方法可以准确地确定界面陷阱在沟道区与漏区的产生,从而有利于更深入地研究LDD结构器件的退化机制.     

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p MOS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p MOS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p MOS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.     

可嵌入式应用的新型2T结构硅纳米晶存储器

本文研究了2T硅纳米晶非挥发存储器性能和可靠性。存储单元可获得良好性能,包括低压操作下快速的擦写速度,卓越的数据保持特性（保持10年）,良好的耐受性（10k次擦写周期以后小于10%的阈值电压飘移）。数据表明了此器件在未来嵌入式非挥发存储应用的可能性。     

高热预算三维存储工艺中表面沟道PMOS研究

采用标准三维存储器工艺,制备作为外围器件的表面沟道PMOS管。存储单元制备过程中的高热预算对p型掺杂的多晶栅影响很大,尤其是金属硅化物作为栅极接触材料的p型多晶硅。对影响表面沟道PMOS管性能的因素进行研究,发现多晶硅侧墙氧化温度主导器件的性能。高温侧墙氧化引起严重的多晶硅耗尽,并导致高阈值电压。电容-电压曲线和二次离子质谱验证了这个现象。通过工艺优化,有效抑制了多晶硅耗尽程度,实现了可用于三维存储器的高性能表面沟道PMOS管。在1.2 V工作电压下,PMOS管的饱和电流可达120 μA/μm,漏电流低于1 pA/μm。     

纳米材料及HfO_2基存储器件的原位电子显微学研究

总结了我们将原位技术和透射电子显微学分析方法相结合,针对纳米材料和器件的结构、形貌、成分以及电势分布等物理性质的动态行为所开展的综合物性表征和分析工作.主要成果有:揭示了C_(60)纳米晶须在焦耳热作用下的结构相变路径;观察到了电荷俘获存储器中的电荷存储位置以及栅极电压诱导的氧空位缺陷;研究了阻变存储器中氧空位通道的形成过程以及导电通道的开关机理.这些成果不但有助于深入理解纳米材料和器件相关功能的物理机理,改善其工作性能,更展示了透射电子显微学在微电子领域强大的研究能力.     

热载流子应力下超薄栅p MOS器件氧化层陷阱电荷的表征

利用电荷泵技术研究了 4nmpMOSFET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.     

嵌入式闪存器件技术进展

首先介绍了嵌入式闪存器件的基本工作原理,并根据具体的技术特点和应用整理归纳出了嵌入式闪存器件的三种主流单元结构:单晶体管器件结构、分裂栅器件结构和选择晶体管加存储晶体管的两管器件结构,然后详细分析和比较了这三种器件结构的优缺点。接着进一步重点介绍嵌入式闪存器件近年来的最新发展,列举了传统浮栅器件在65 nm技术代的先进解决方案,并讨论了融合分立电荷陷阱存储概念的新型SONOS和纳米晶存储技术,介绍了该类型技术较之传统浮栅结构的突出优势以及目前的研究进展。最后,对嵌入式闪存技术在32 nm以下节点将遭遇的瓶颈以及进一步发展方向进行分析和展望,给出了可能的解决方案。