금속 산화물 charge trapping layer 에 기반한 차세대 비휘발성 메모리 구조의 제작 및 특성연구 Fabrication and charaterization of nonvolatile memory structure of High-k material based charge trapping layer원문보기
High-k 물질에 기반한 charge trapping layer 메모리 구조에 관한 연구를 진행하였다. High-k 물질에 희토류 금속 이온들을 도핑하여 charge trap site 를 형성하였다. Defect 이 적은 Al2O3 안에 Yb2O3, Eu2O3, Tb2O3 를 2 at. % 만큼 도핑하여 ...
High-k 물질에 기반한 charge trapping layer 메모리 구조에 관한 연구를 진행하였다. High-k 물질에 희토류 금속 이온들을 도핑하여 charge trap site 를 형성하였다. Defect 이 적은 Al2O3 안에 Yb2O3, Eu2O3, Tb2O3 를 2 at. % 만큼 도핑하여 target 을 제작하고 pulsed laser deposition (PLD) system 을 이용하여 샘플을 제작하였다. 그리고 열처리 조건에 따라 메모리 특성을 측정해 본 결과, 저온 열처리 조건에서는 hole trap 현상이 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 고온의 열처리 조건으로 가면 이러한 현상이 없어지면서 메모리 윈도우가 사라지는 현상을 보인다. 하지만 Yb2O3 의 경우에는 고온에서 electron trap 현상이 일어나는 것을 확인 할 수 있었다.
Defect 이 많은 La2O3 를 charge trapping layer 로 사용하여 열처리 온도와 방법에 따라 메모리 특성을 확인해보았다. 기존의 열처리 방식인 rapid thermal annealing (RTA) 방법으로 다양한 온도에서 열처리를 진행하였고, 새로운 방식인 laser spike annealing (LSA) 방법을 사용하여 열처리를 진행하여보았다. RTA 의 경우에 저온 열처리 조건에서 큰 메모리 윈도우가 나오지만 interface 에 의한 현상이 보이고 높은 온도의 열처리 조건에서는 작은 메모리 윈도우를 보이지만 interface 에 의한 효과는 보이지 않는다. 하지만 LSA 에서는 interface 의 효과는 최소화 하면서 메모리 윈도우는 큰 현상을 볼 수 있다. LSA 의 기본적인 소자 특성 역시 RTA 와 비슷한 경향을 보이는 것을 확인 할 수 있었다.
마지막으로 Cr 나노크리스탈이 포함된 metal-oxide-semiconductor (MOS) 구조를 만들고 이것의 메모리 특성을 확인해보았다. 순방향 그리고 역방향의 게이트 전압을 걸어주면 Cr 에 charging/discharging 이 되면서 대칭적으로 큰 메모리 윈도우가 벌어지는 것을 볼 수 있다. Cr 의 크기가 4 – 8 nm 일 때 sweep 전압이 ±7 V 에서 메모리 윈도우가 ~7.3 V 가 벌어지는 가장 좋은 특성을 보인다. 그리고 이때의 electron charge density 는 ~3.1 X 1012 /cm2 이다. 작은 크기의 Cr 은 표면 산화에 영향을 상당히 받게 된다. 큰 일함수를 같은 Pt 와 중간의 일함수를 갖는 Cr 을 비교해보면 Cr 의 경우가 빠른 program/erase 특성과 좋은 retention 특성을 보이는 것을 알 수 있다. 이에 금속 나노크리스탈의 일함수가 메모리 특성에 어떠한 영향을 미치는지에 관해 논의해 보고자 한다.
High-k 물질에 기반한 charge trapping layer 메모리 구조에 관한 연구를 진행하였다. High-k 물질에 희토류 금속 이온들을 도핑하여 charge trap site 를 형성하였다. Defect 이 적은 Al2O3 안에 Yb2O3, Eu2O3, Tb2O3 를 2 at. % 만큼 도핑하여 target 을 제작하고 pulsed laser deposition (PLD) system 을 이용하여 샘플을 제작하였다. 그리고 열처리 조건에 따라 메모리 특성을 측정해 본 결과, 저온 열처리 조건에서는 hole trap 현상이 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 고온의 열처리 조건으로 가면 이러한 현상이 없어지면서 메모리 윈도우가 사라지는 현상을 보인다. 하지만 Yb2O3 의 경우에는 고온에서 electron trap 현상이 일어나는 것을 확인 할 수 있었다.
Defect 이 많은 La2O3 를 charge trapping layer 로 사용하여 열처리 온도와 방법에 따라 메모리 특성을 확인해보았다. 기존의 열처리 방식인 rapid thermal annealing (RTA) 방법으로 다양한 온도에서 열처리를 진행하였고, 새로운 방식인 laser spike annealing (LSA) 방법을 사용하여 열처리를 진행하여보았다. RTA 의 경우에 저온 열처리 조건에서 큰 메모리 윈도우가 나오지만 interface 에 의한 현상이 보이고 높은 온도의 열처리 조건에서는 작은 메모리 윈도우를 보이지만 interface 에 의한 효과는 보이지 않는다. 하지만 LSA 에서는 interface 의 효과는 최소화 하면서 메모리 윈도우는 큰 현상을 볼 수 있다. LSA 의 기본적인 소자 특성 역시 RTA 와 비슷한 경향을 보이는 것을 확인 할 수 있었다.
마지막으로 Cr 나노크리스탈이 포함된 metal-oxide-semiconductor (MOS) 구조를 만들고 이것의 메모리 특성을 확인해보았다. 순방향 그리고 역방향의 게이트 전압을 걸어주면 Cr 에 charging/discharging 이 되면서 대칭적으로 큰 메모리 윈도우가 벌어지는 것을 볼 수 있다. Cr 의 크기가 4 – 8 nm 일 때 sweep 전압이 ±7 V 에서 메모리 윈도우가 ~7.3 V 가 벌어지는 가장 좋은 특성을 보인다. 그리고 이때의 electron charge density 는 ~3.1 X 1012 /cm2 이다. 작은 크기의 Cr 은 표면 산화에 영향을 상당히 받게 된다. 큰 일함수를 같은 Pt 와 중간의 일함수를 갖는 Cr 을 비교해보면 Cr 의 경우가 빠른 program/erase 특성과 좋은 retention 특성을 보이는 것을 알 수 있다. 이에 금속 나노크리스탈의 일함수가 메모리 특성에 어떠한 영향을 미치는지에 관해 논의해 보고자 한다.
We charge trapping layer memory structure with high-k material used was a study in progress. High-k material in the doping rare earth ions have come up with a charge trap site. Defect in Al2O3 less Yb2O3, Eu2O3, Tb2O3 as the 2 at. % target were fabricated by doping. And pulsed laser (PLD) system was...
We charge trapping layer memory structure with high-k material used was a study in progress. High-k material in the doping rare earth ions have come up with a charge trap site. Defect in Al2O3 less Yb2O3, Eu2O3, Tb2O3 as the 2 at. % target were fabricated by doping. And pulsed laser (PLD) system was produced by using memory sample. Annealing condition saw a measure of the memory properties. As a result, low temperature annealing condition occurs in the hole trap and high temperature annealing condition, these phenomenon disappeared. The Yb2O3 electron trap in the high temperature annealing condition can be sure that this was happening
La2O3 defect with a lot to make a charge trapping layer in accordance with annealing temperature and the method was check out the memory properties. Conventional rapid thermal annealing (RTA) method with various annealing temperature was progress. And laser spike annealing (LSA) was to proceed with using the annealing. In the case of low temperature RTA on a large memory window interface, while high temperature effects seemed small, the memory window interface that could see the impact. LSA interface, but the impact to a minimum, while a large memory window seems to tend to. LSA in the basic device characteristics are never sure that RTA could have more complications.
We fabricated metal-oxide-semiconductor (MOS) structure containing Cr nanocrystals (NCs) as a charge trapping layer and investigated their memory characteristics. Symmetric and large flat-band voltage shifts were observed for forward and reverse gate voltage sweeps due to the charging/discharging of Cr NCs. Memory Capacitor with Cr NCs of 4 ? 8 nm in size showed the best memory characteristics, with a memory window of ~7.3 V for a sweep voltage range of ?7 V and a stored electron charge density of ~3.1 X 1012 /cm2. Smaller Cr NCs seemed to suffer from surface oxidation of the NCs. Compared with higher work function Pt, Cr NC memory capacitor, with an intermediate work function, showed a faster program/erase speed and better charge retention. We discuss how the work function of a metal NC affects the memory characteristics.
We charge trapping layer memory structure with high-k material used was a study in progress. High-k material in the doping rare earth ions have come up with a charge trap site. Defect in Al2O3 less Yb2O3, Eu2O3, Tb2O3 as the 2 at. % target were fabricated by doping. And pulsed laser (PLD) system was produced by using memory sample. Annealing condition saw a measure of the memory properties. As a result, low temperature annealing condition occurs in the hole trap and high temperature annealing condition, these phenomenon disappeared. The Yb2O3 electron trap in the high temperature annealing condition can be sure that this was happening
La2O3 defect with a lot to make a charge trapping layer in accordance with annealing temperature and the method was check out the memory properties. Conventional rapid thermal annealing (RTA) method with various annealing temperature was progress. And laser spike annealing (LSA) was to proceed with using the annealing. In the case of low temperature RTA on a large memory window interface, while high temperature effects seemed small, the memory window interface that could see the impact. LSA interface, but the impact to a minimum, while a large memory window seems to tend to. LSA in the basic device characteristics are never sure that RTA could have more complications.
We fabricated metal-oxide-semiconductor (MOS) structure containing Cr nanocrystals (NCs) as a charge trapping layer and investigated their memory characteristics. Symmetric and large flat-band voltage shifts were observed for forward and reverse gate voltage sweeps due to the charging/discharging of Cr NCs. Memory Capacitor with Cr NCs of 4 ? 8 nm in size showed the best memory characteristics, with a memory window of ~7.3 V for a sweep voltage range of ?7 V and a stored electron charge density of ~3.1 X 1012 /cm2. Smaller Cr NCs seemed to suffer from surface oxidation of the NCs. Compared with higher work function Pt, Cr NC memory capacitor, with an intermediate work function, showed a faster program/erase speed and better charge retention. We discuss how the work function of a metal NC affects the memory characteristics.
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