第四章 記憶體的元件特性
4.3 保存能力
此小節我們秀出傳統SONOS和NanoCrystals 尺寸27 nm 和 37
.4 閘極干擾
Silicon NanoCrystals尺寸27 nm 和 37 nm的干擾
l
秒 nm 的retention特性，元件的趨勢和電容一樣，埋入 NanoCrystals會 提供深層捕陷能階的能力，此外，在愈高溫的情形下，電荷漏失愈快，
秀於圖 4-7和圖4-8(a)-(b)。因此，圖4-9(a)-(b)和圖4-10(a)-(b)。
4
此節中我們討論
特性，首先來討論寫入干擾，在記憶體陣列中在我們寫入一特定的 Cell 時，而隔壁未受寫入的Cell經常會發生寫入干擾，考慮了兩種寫 入干擾分別為 gate (word-line) disturbance 和 drain/source(bit-line) disturbance，圖4-11(a)-(b)分別在尺寸 27nm和37nm秀出NanoCrysta 在 VG=6,8V 下，閘極干擾1000 秒VT偏移低於0.4伏的特性圖。
圖4-12(a)-(b)秀出 NanoCrystals在 VD=6,8 伏下，汲極干擾100 的特性圖，結果顯示了嚴重的汲極干擾，因此，我們要在寫入速度和 寫入干擾之間取得最理想的平衡點。
-2 0 2 4 6 8 10 12
0.01 0.1 1 0.0
0.5 1.0 1.5 2.0
V T Shift (V)
Program Time (s) Control (without Si-NCs)
VG=15 V VG=20 V
圖 4.2在無矽奈米晶體條件下VG=15,20V 的F-N寫入速度特性圖
10-3 10-2 10-1 100
Program Time (s) 30sccmDCS 50 s
S-NCs-size:27 nm VG=15 V
30sccmDCS 100 s S-NCs-size:37 nm
15 V 20 V
V T Shift (V)
Program Time (s)
(b)
圖 4.3 VG=15,20V的F-N寫入速度特性圖(a)尺寸27 nm的矽奈米晶 體(b)尺寸 37 nm 的矽奈米晶體
10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
Program time (s) 10sccm DCS 50s
size:27 nm
Program time (s) 10sccm DCS100s
10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
Program time (s) 30DCS 50s
Program time (s) 30DCS 100s
Size: 37 nm
10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
Program time (s) 30DCS 50s
Program time (s) 30DCS 100s
Size: 37 nm
100 101 102 103 104 -0.14
-0.12 -0.10 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0.00
Time (s)
T
Retention@Control Program VT shift =2 V
25oC 85oC 150oC 250oC
圖4.7傳統記憶體在寫入窗2伏條件下量測於不同溫度的保存能力特 性圖
100 101 102 103 104 Retention@Si-NCs :27 nm Program V
Retention@Si-NCs :37 nm Program V
100 101 102 103 104
Retention@ 25oC Program VT shift =2 V
100 101 102 103 104 Retention@ 180oC
Program VT shift =2 V Retention@ 250oC
Program VT shift =2 V
100 101 102 103 Si-NCs size: 27 nm
W/L=10/0.4 um
Si-NCs size: 37 nm W/L=10/0.4 um
100 101 102 Si-NCs size: 27 nm
W/L=10/0.4 um
Si-NCs size: 37 nm W/L=10/0.4 um
第五章 總結以及未來展望
5.1 總結
在這篇專題研究中可發現 in-situ Silicon NanoCrystals memory將 變得更吸引人，因為 Silicon NanoCrystals容易埋入Si3N4中且不需要 額外的製程步驟，另外與 CMOS邏輯製程有高度的相容性且元件的 結構簡單，近年來利用 CHE機制來寫入和BTBHH機制抹除來進行 二位元操作的 Memory愈來愈具有實用價值。我們利用了AFM機台 來估計 NanoCrystals的尺寸，我們秀出 Silicon NanoCrystals特性具有 寬廣的 memory window，因為 NanoCrystals提供額外的捕陷位置且具 有深層能階，因此，這個結果也許可讓我們作 Multi-Level的操作，
而且具有良好的 retention特性，然而，解決抹除問題是近年來的挑戰
。總結，此技術可以克服存在已久的微縮問題，而且可融合於 CMOS 製程當中，使得此技術在未來更具有競爭力。
5.2 未來展望
完成此階段研究後，我們希望去尋找特性更好的材料，像是：High
Temperature Oxide (HTO)、oxidation nitride或是 High-K材料，去改 善 ONO的特性，我們也可利用高功函數材料，來抑制閘極注入的問 題，期望解決現今 Flash Memory所面臨的問題。
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系，碩士論文。
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