CTM器件俘获层存储特性及界面性质研究

发布时间：2017-10-14 07:40

  本文关键词：CTM器件俘获层存储特性及界面性质研究

  更多相关文章： 电荷俘获存储器 本征缺陷 第一性原理 界面

【摘要】：信息时代的快速发展使得电子产品逐渐普及,激活了庞大的存储器产品市场,进而推动了半导体技术的不断革新,将半导体技术节点继续向前推进。但是技术节点的推进导致传统的Flash存储器的制造遇到了阻碍。传统存储器继续按等比例缩小已经不能保证信息的正确存储,所以发展下一代存储器已是当务之急。基于传统的Flash存储器改进而来的电荷俘获存储器(CTM)由于运用离散陷阱存储电荷,保证了电荷间的彼此绝缘,避免了电荷的一次性泄漏,并且能够继续按照等比例要求缩小器件尺寸,因此得到了广泛的研究。目前,CTM器件的结构发展已经比较成熟,所以大部分的研究都是集中在材料方面,本文使用TANOS(TaN/Al2O3/Si3N4/SiO2/Si)结构对CTM器件的一些性质进行了研究,其中,TaN为控制栅,Al2O3为阻挡层,Si3N4为电荷存储层,SiO2为隧穿层,Si为衬底。在本文中,基于第一性原理方法,并借助于VASP计算软件,对Si3N4材料的本征缺陷以及Al2O3/S13N4界面进行了相关研究。全文共有五部分组成,现分别概述如下：第一部分为绪论。首先对信息记录的历史方式做了一个简单的介绍,并由此引出信息存储和存储器技术,然后陈述了为何要发展CTM器件,并介绍了CTM器件现在的发展状况。第二部分为CTM概述和本文的研究方法介绍。在本部分,对CTM器件的结构演变和工作原理做了重点介绍,然后对组成器件的各种材料进行了分析选择,最后阐述了本文计算模拟和模型搭建部分所使用的方法和软件,并对本章内容做了总结。第三部分为Si3N4本征缺陷存储特性研究。在这一部分首先通过形成能计算选取了Si3N4材料的5个主要的本征缺陷,然后分别运用能带、态密度、bader电荷三种手段对这五种缺陷进行了对比分析,最后得出SiN2的电荷存储特性最好。第四部分为Si3N4/Al2O3界面性质研究。在这部分详述了界面的构造过程,并对其进行结构优化。通过设置两种不同的优化方案得出完全放开优化是最合理的结够优化方法。然后使用电子态密度计算研究了O掺杂对界面特性的影响,得出O掺杂可以减少界面态,从而改善器件的电荷保持特性。最后还对界面体系的电荷分布进行了计算,得出在Si3N4/Al2O3界面体系的优化过程中,界面的O原子会减少,出现0缺失现象。第五部分为全文总结和未来展望。在这一部分中,对本文的工作做了简要概括,并对未来研究工作提出了几点建设性的意见。
【关键词】：电荷俘获存储器 本征缺陷 第一性原理 界面
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 CTM的提出背景及研究现状10-15
• 1.3 本文的研究意义15
• 1.4 本文的组织结构15-17
• 第二章 CTM概述和本文的研究方法17-24
• 2.1 CTM的结构和工作原理17-20
• 2.2 CTM结构的材料选择20-22
• 2.3 研究方法概述22-23
• 2.3.1 第一性原理方法22-23
• 2.3.2 计算软件介绍23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 Si_3N_4本征缺陷存储特性研究24-35
• 3.1 引言24
• 3.2 Si_3N_4缺陷模型构造和计算方法24-26
• 3.3 缺陷模型分析26-28
• 3.4 存储特性分析28-33
• 3.4.1 能带分析28-30
• 3.4.2 态密度分析30-32
• 3.4.3 巴德电荷分析32-33
• 3.5 本章小结33-35
• 第四章 Si_3N_4/Al_2O_3界面性质研究35-46
• 4.1 引言35-36
• 4.2 Si_3N_4/Al_2O_3界面模型构造36-40
• 4.3 Si_3N_4/Al_2O_3界面结构的优化40-41
• 4.4 Si_3N_4/Al_2O_3界面体系的电子特性41-44
• 4.4.1 界面体系的电子态密度分析41-43
• 4.4.2 界面体系的电荷分布43-44
• 4.5 本章小结44-46
• 第五章 总结与展望46-48
• 5.1 论文工作总结46
• 5.2 对未来的展望46-48
• 参考文献48-53
• 附图53-54
• 附表54-55
• 致谢55-56
• 攻读学位期间发表的学术论文56

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 叶令;碱金属/Si(001)2×1表面原子和电子结构的理论研究[J];固体电子学研究与进展;1989年04期

2 ;Si-SiO_2界面性质的研究Ⅱ-P沟硅栅结构的C-V特性[J];微电子学;1979年02期

3 袁仁宽,徐俊明;CVD法淀积Al_2O_3膜及其与InP、Si的界面性质[J];半导体学报;1984年06期

4 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 匙文雄;郭洪霞;;分子动力学研究水/TCE界面上的SDS类型单层膜结构和界面性质[A];中国化学会第27届学术年会第07分会场摘要集[C];2010年

2 许亚洪;雷渭媛;;界面性质对BMI／Kevlar-49耐湿热性能的影响[A];第十二届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];1997年

3 宫清涛;王琳;张路;赵濉;俞稼镛;;多支链烷基苯磺酸钠的合成与界面性质研究[A];中国化学会第十届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2004年

4 丁治英;冉盈;尹周澜;陈启元;;分散剂对黄铁矿在乙醇中界面性质的影响[A];2012年全国冶金物理化学学术会议专辑（下册）[C];2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 金波;CTM器件俘获层存储特性及界面性质研究[D];安徽大学;2016年

2 魏元祯;超临界二氧化碳体系的相平衡和界面性质研究[D];华北电力大学（河北）;2009年

3 胡金玉;二元混合流体界面性质密度泛函理论研究[D];北京化工大学;2012年

4 沈兰;构象特征影响球蛋白乳化与界面性质的研究[D];华南理工大学;2013年

5 赵瑶池;基于图像处理的熔体界面性质分析系统的研究与实现[D];中南大学;2005年

6 庄娟娟;乳化剂及稠油组分对乳状液界面性质的影响研究[D];中国石油大学;2009年

7 房晓伟;原油及酸碱四组分界面性质研究[D];中国石油大学;2011年

，

本文编号：1029837