埋嵌在高k介质中Ce纳米晶的制备及其电荷储存特性的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王石冶 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2005 |
| 授予单位 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 |
| 导师 | 张苗 |
| 关键词 | 高K介质 Ge纳米晶 纳米浮栅存储器 |
| 其他题名 | The Fabrication and Memory Characteristics of Ge Nano-crystals in High-k Dielectrics |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 中文摘要 | 自从S.Wiwari在应用物理快报上，公布出第一个基于Si纳米晶存储电荷的纳米浮栅存储器，全世界越来越多的研究人员升始关注这种新型的非挥发性存储器，少｝：希望其取代日前常用的多晶硅浮栅存储器（I：lash）。当半导体结点技术发展到小于90纳米时，栅氧化层厚度将减薄至12到15埃。随着栅介质层的逐渐变薄，由直接隧穿效应产生的泄漏电流已经成为影响器件性能的重要因素。高介电常数（high一k）栅介质，在其电学等效厚度小于1．5纳米同时，能保持足够的物理厚度，从而有效的阻止泄漏电流。本论文围绕高k介质材料和纳米浮栅存储器这一微电子领域发展的前沿课题，根据国家自然基金和上海市纳米技术发展中心基金的要求，主要进行了以下几个方面的研究：利用超高真空电子束蒸发系统，分别以高K材料A1203、HfOZ和zr02为栅介质，制备了埋嵌Ge纳米晶的浮栅结构，并对其微结构、泄漏电流密度以及电荷存储特性进行了研究，取得的主要结果如下：1．利用超高真空电子束蒸发系统，成功制备出以高K材料A12O3为栅介质，埋嵌Ge纳米晶的浮栅结构。样品平带电压漂移量达到4．IV；在20V电压下，其泄漏电流密度约5．3xlo-7A／cm-2，表明样品具有较好的电荷存储特性与较小的泄漏电流。2．利用超高真空电子束蒸发系统，以高K材料HfOZ为栅介质，系统研究了退火条件对结构和电学性能的影响，制备出埋嵌有均匀自排列的Ge纳米晶浮栅结构。该结构具有很好的电荷存储特性和很小的泄漏电流。800C，30分钟为优化的退火条件，此时泄漏电流密度在电压达到20v时为1．7x10-7A／cm-2，电荷存储密度近似为2．34x1012cm*2。通过在黑暗中与光照条件下，对其电流一电压与电容一电压曲线的分析，观察到该结构具有很强的负光电导特性。3．首次采用衬底加热的方法在较低的温度万制备Ge纳米晶，得到很大的平带电移量（约6V）：在栅压为20V时，汇漏电流密度非常小，仅为5.57*10-9A／cm-2。4.创新性的以HfO2／SiO2堆栈结构作为隧穿层，防门了产臼温退火中的（记向子．J）民打散，井有助于得到很好界面性能的浮栅结构、。优化的退火条件是80OC，退火45分钟，此时测得电荷存储密度约33》l（）l'cmZ；而栅电压SV时，泄漏电流密度约为129x108A／cn12。该浮栅结构与单层H幻2隧穿层结构相比，具有史好的电荷存储特性和更小的泄漏电流。5．探索研究了在HfOZ中埋嵌双层Ge纳米晶的复合结构，样品存储电荷在测试时间20005内，没有明显的丢失，说明样品具有比单层Ge纳米晶结构更长的电荷存储时间。通过普通退火与快速退火对Ge纳米晶的形成影响的研究，得到了优化的退火条件；发现通过快速退火法制备的样品，性能均匀性要比采用普通退火法好；6．利用超高真空电子束蒸发系统，在衬底加温条件卜（600"C），成功制备了在ZrOZ中埋嵌Ge纳米晶的浮栅结构。样品具有较高的电荷存储密度，约为2．41x1012cmZ；较小的泄漏电流密度：当栅极电压为20v时，样品在光照下测得的泄漏电流密度最大约为2．45x10-7A／cm2，黑暗条件下测得的最大泄漏电流密度约为903K108A／cm2。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-03-06 |
| 页码 | 87 |
| 源URL | [http://ir.sim.ac.cn/handle/331004/83459]  |
| 专题 | 上海微系统与信息技术研究所_微系统、冶金所学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王石冶. 埋嵌在高k介质中Ce纳米晶的制备及其电荷储存特性的研究[D]. 中国科学院上海微系统与信息技术研究所. 中国科学院上海微系统与信息技术研究所. 2005. |
入库方式： OAI收割
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