界面和能带结构对电荷俘获型器件存储性能影响的研究

发布时间：2023-10-11 23:20

　　SONOS(Si/SiO2/Si3N4/SiO2/poly-Si)型存储器具有写入/擦除速度快、功耗低、数据保持时间长以及与CMOS工艺兼容等优点,被广泛应用于手机、电脑和相机等电子产品领域。研究发现使用选择与沟道导带底势能高度匹配的高-k材料做电荷俘获层取代SONOS型器件中的Si3N4,能提高器件的保持特性。Al2O3热稳定性好、介电常数高,常被用来做隧穿层和阻挡层,但它与p-Si界面形成的高密度界面态能俘获电荷,不利于数据的保持。为解决该问题,可在p-Si/Al2O3界面处加入SiO2层来减少界面态。传统的器件保持特性测试方法可得到器件的平带电压偏移量随时间变化的曲线,而微波阻抗显微技术能根据图像观测到器件在写入或擦除操作后导电性能的变化状况,为器件保持特性的表征提供了一种可视化的操作方法。本文研究了电荷俘获层不同的能带结构以及在p-Si/Al2O3界面处插入SiO2层对高-k复合介质电荷俘获型存储器件存储性能的影响。此外,尝试采用微波阻抗显微术对器件的保持特性进行了可视化的观测。1.用(Al2O3)x(TiO2)1-x(x=0.3或0.4)介质作为电荷俘获层,制备了 p-Si/...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 存储器概述
    1.3 非易失性存储器分类
        1.3.1 电荷俘获型存储器
        1.3.2 铁电存储器
        1.3.3 相变存储器
        1.3.4 磁性存储器
        1.3.5 阻变存储器
    1.4 电荷俘获型存储器概述
        1.4.1 电荷俘获型存储器的发展历史
        1.4.2 电荷俘获型存储器的工作原理
        1.4.3 电荷俘获型存储器的写入擦除机制
        1.4.4 电荷俘获型存储器的四个性能参数
    1.5 电荷俘获型存储器件研究进展
        1.5.1 高-k材料在电荷俘获型存储器应用
        1.5.2 能带工程在电荷俘获型存储器应用
        1.5.3 鳍式场效应晶体管
        1.5.4 3D存储器
        1.5.5 有机存储器
    1.6 本文的工作意义、目的和内容
    参考文献
第二章 薄膜制备与器件性能表征
    2.1 常见薄膜制备方法
    2.2 磁控溅射技术
    2.3 原子层沉积技术
    2.4 快速退火技术
    2.5 器件性能表征设备介绍
        2.5.1 电学性能测试系统介绍
        2.5.2 其他表征设备介绍
    2.6 本章小结
    参考文献
第三章 能带结构和界面对CTM器件性能的影响
    3.1 引言
    3.2 薄膜生长参数与厚度的标定
        3.2.1 气氛对磁控溅射生长薄膜的影响
        3.2.2 薄膜厚度的标定
    3.3 薄膜结晶状态表征
    3.4 不同隧穿层结构的CTM的制备
    3.5 CTM器件存储性能的表征
    3.6 本章小结
    参考文献
第四章 CTM器件的微波阻抗显微术表征
    4.1 引言
    4.2 薄膜厚度、表面形貌及结晶状态的表征
    4.3 高-k复合介质电荷俘获层CTM的制备
    4.4 CTM器件存储性能的表征
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 结论与展望
    5.1 全文结论
    5.2 今后工作展望
硕士期间的成果
致谢



本文编号：3852989