臨場沉積法成長矽奈米晶體在SONOS記憶體元件之研究

Abstract

我研究的目的是使用的臨場(In-Situ)沉積法來成長我的資料儲存層(Storage Layer)，首先利用此方法完成混合式(Hybrid) ONO堆疊形成載子捕捉層(Trapping Layer)堆疊結構做為研究主軸，因為資料保存特性(Retention)是被受重視，所以使用奈米晶體(NC’s)，能使資料更不容易漏失，也就是漏電流更小，由於這樣方法可以大幅降低製程的時間及簡單性，在製作多層的資料儲存層時更顯得出此製程的方便性，且完全相容於CMOS的標準製程。除此之外由於有文獻指出矽奈米晶體成長在二氧化矽(SiO2)與成長在氮化矽上時有不同的密度，所以我們成長在奈米晶體之前先沉積一層薄的氮化矽，這樣除了可以增加奈米晶體密度之外，還可以增加元件的資料保存特性。 本實驗將以混合式的矽奈米晶體與氮化矽為研究主軸做探討，觀察使用通不同流量與二氯矽烷(DCS)時間所成長的矽奈米晶體，分別作了四個不同尺寸，而其形成的品質與不同氮化矽厚度對元件的保存特性有不同的影響。然後首先完成電容結構對此種堆疊結構作C-V分析與量測。並且預期利用此成長方式的閘極結構能有記憶體應有的電容特性後，再製作元件來量測元件特性與可靠度。最終我們證實製程的可行性與優異的元件特性。