Material properties and effective work function of reactive sputtered TaN gate electrodes

The resistivity,crystalline structure and effective work function（EWF） of reactive sputtered TaN has been investigated.As-deposited TaN films have an fcc structure.After post-metal annealing（PMA） at 900℃,the TaN films deposited with a N₂ flow rate greater than 6.5 sccm keep their fee structure,while the films deposited with a N₂ flow rate lower than 6.25 seem exhibit a microstructure change.The flatband voltages of gate stacks with TaN films as gate electrodes on SiO₂ and HfO₂ are also measured.It is concluded that a dipole is formed at the dielectric-TaN interface and its contribution to the EWF of TaN changes with the Ta/N ratio in TaN,the underneath dielectric layer and the PMA conditions.     

氮气或氧气气氛退火的氧化铪材料电荷泄漏情况研究

本文中, 使用开尔文探针显微镜,研究了不同退火气氛(氧气或氮气)情况下氧化铪材料的电子和空穴的电荷保持特性。与氮气退火器件相比,氧气退火可以使保持性能变好。横向扩散和纵向泄露在电荷泄露机制中都起了重要的作用。 并且,保持性能的改善与陷阱能级深度有关。氮气和氧气退火情况下,氧化铪存储结构的的电子分别为0.44 eV, 0.49 eV,空穴能级分别为0.34 eV, 0.36 eV。 最后得到,不同退火气氛存储器件的电学性能也与KFM结果一致。对于氧化铪作为存储层的存储器件而言,对存储特性的定性和定量分析,陷阱能级,还有泄漏机制研究是十分有意义的。     

Investigation of charge loss characteristics of HfO2 annealed in N2 or 02 ambient

The retention characteristics of electrons and holes in hafnium oxide with post-deposition annealing in a N2 or 02 ambient were investigated by Kelvin probe force microscopy. The KFM results show that compared with the N2 PDA process, the O2 PDA process can lead to a significant retention improvement. Vertical charge leakage and lateral charge spreading both played an important role in the charge loss mechanisms. The retention improvement is attributed to the deeper trap energy. For electrons, the trap energy of the HOS structure annealed in a N2 or 02 ambient were determined to be about 0.44 and 0.49 eV, respectively. For holes, these are about 0.34 and 0.36 eV, respectively. Finally, the electrical characteristics of the memory devices are demonstrated from the experiment, which agreed with our characterization results. The qualitative and quantitative determination of the charge retention properties, the possible charge decay mechanism and trap energy reported in this work can be very useful for the characterization of hafnium charge storage devices.     

基于FLASH-March算法的FLASH缺陷检测系统

介绍了FLASH缺陷机理并提出了面向8bit和16bit的FLASH-March算法,在此基础上设计并实现一种新的FLASH缺陷检测系统.该系统以FPGA为硬件基础,以Microblaze软核为CPU搭建系统主体架构,实现了对FLASH缺陷的检测.相比于传统方法,本系统有实现简单,成本低,便于相关算法研究的特点.本设计最终在实际中得到应用,验证了设计的有效性和可靠性.     

利用直接隧穿弛豫谱技术对超薄栅MOS结构中栅缺陷的研究

给出了超薄栅MOS结构中直接隧穿弛豫谱(DTRS)技术的细节描述,同时在超薄栅氧化层(＜3nm)中给出了该技术的具体应用.通过该技术,超薄栅氧化层中明显的双峰现象被发现,这意味着在栅氧化层退化过程中存在着两种陷阱.更进一步的研究发现,直接隧穿应力下超薄栅氧化层(＜3nm)中的界面/氧化层陷阱的密度以及俘获截面小于FN 应力下厚氧化层(＞4nm)中界面/氧化层陷阱的密度和俘获截面,同时发现超薄氧化层中氧化层陷阱的矩心更靠近阳极界面.     

一种适用于低压高速嵌入式应用的2T P沟道纳米晶存储器件

本文基于嵌入式应用的低压、高速要求,提出了一种基于2T结构的P沟道纳米晶存储新型结构。该器件采用带带隧穿激发热电子注入(BTBTIHE)的编程方式,可以同时实现高速、低功耗编程。同时采用2T结构以简化外围高压和读出电路。该器件具有良好的存储特性,包括高编程速度（5us编程脉冲下获得1.1V窗口）和优异的数据保持特性（在10年的保持时间电荷损失仅为20%）。该器件在嵌入式非挥发存储领域具有很强的应用潜力。     

基于一种NAND闪存页缓存器设计的C/F读取算法研究

为减小共源线噪声对NAND闪存读可靠性的影响,设计了一种可实现C/F（Coarse/Fine）读取操作的页缓存器电路,并设计实现了适用于此电路的C/F读取算法,显著减小了共源线噪声.该算法通过两次子读感应读取存储单元,在第一次子读感应中分辨出阈值电压较低的存储单元并标记在页缓存器中,使其不再进行第二次子读感应,从而减小共源线噪声引起的阈值偏移.电路仿真计算表明,该支持C/F读取算法的页缓存器结构能够减小阈值偏移至少495.6mV,有效提高了NAND闪存读操作的精确性.     

一种宽范围、高精度的带宽自适应式四相DLL

NAND Flash存储器具有读写速度高、容量大、可靠性高等优点,被广泛用于固态硬盘、存储卡、U盘等应用中,成为数据中心和消费电子的核心存储元件.开放NAND闪存接口国际标准作为NAND Flash与控制器之间通用接口协议,严格定义了数据传输相关的控制指令、工作时序、电平要求等规范.根据当前ONFI 4.2国际协议标准...     

三维圆柱形电荷俘获存储器件的继续微缩对其性能的影响

本文详细地研究了关键尺寸的继续微缩对三维圆柱形无结型电荷俘获存储器器件性能的影响。通过Sentaurus三维器件仿真器,我们对器件性能的主要评价指标进行了系统地研究,包括编程擦除速度和高温下的纵向电荷损失及横向电荷扩散。沟道半径的继续微缩有利于操作速度的提升,但使得纵向电荷损失, 尤其是通过阻挡层的纵向电荷损失,变得越来越严重。栅极长度的继续微缩在降低操作速度的同时将导致俘获电荷有更为严重的横向扩散。栅间长度的继续微缩对于邻近器件之间的相互干扰有决定性作用,对于特定的工作温度及条件其值需谨慎优化。此外,栅堆栈的形状也是影响电荷横向扩散特性的重要因素。研究结果为高密度及高可靠性三维集成优化提供了指导作用。     

一种适用于3D NAND闪存的分布式功率级LDO设计

由于3D NAND闪存芯片面积较大,其电源分布网络庞大、复杂,既需要满足多个块(block)并行读写时所需的600 mA峰值电流要求,也需要满足芯片在待机状态下的低功耗要求-针对以上问题,设计了一种为3D NAND闪存芯片进行供电的无片外电容的分布式功率级LDO电路.通过设计Active和Standby两种工作模式下的...