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제안 방법
- MONOS capacitor 제작을 위하여 저항이 10-20 Ω cm인 p-type(100) 실리콘 웨이퍼 위에 thermal oxidation을 통해 7nm의 tunnel oxide를 형성한 뒤 LPCVD를 통해 Nitride와 blocking oxide를 증착하였다.
- Nitride 형성 조건에 따른 메모리 특성 및 BV 특성 변화를 분석하기 위해서 아래와 같은 방법으로 계면 트랩을 추출하였다. 기판으로부터 주입된 charge는 그림 5와 같은 세 가지 성분의 trap에 의해 점유될 수 있다고 가정할 수 있다[3].
- 본 연구에서는 MONOS 플래시 메모리의 nitride/oxide 계면 트랩을 구하기 위해 C-V 방법을 도입하였고, nitride 공정 조건을 달리하면서 소자를 제작하여 공정 조건에 따른 트랩의 특성을 추출하였다. 분석 결과 nitride 두께에 따른 ΔVFB가 선형 의존성을 보이면서 nitride의 각 계면 trap 밀도를 추출할 수 있었고, silicon rich nitride가 standard nitride에 비해 다수 trap이 존재는 것으로 나타났다.
- 특히 앞 서 언급한 3차원 소자의 경우 기존의 FG 공정과는 전혀 다른 조건으로 소자가 제작되고 있어서 공정 조건에 따른 계면 트랩 분석의 중요성은 더욱 크다고 볼 수 있다. 이에 본 연구에서는 nitride의 조성비를 조정하여 MONOS 소자를 제작하였고, C-V 분석 방법을 적용하여 공정 조건에 따른 nitride와 oxide 계면 트랩 밀도를 추출하였다. 공정에 따른 계면 트랩 밀도의 정량 비교가 가능할 경우 향 후 소작 성능 향상에 필요한 공정 조건 최적화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
- Blocking oxide의 두께는 8nm로 고정시키고, trapping layer인 nitride는 4/7/10nm로 두께를 달리 하면서 증착하였다. 특히 trapping layer인 nitride의 경우 공정 조건에 따른 계면 트랩 특성 변화 양상을 분석하기 위해 공정 조건을 standard와 silicon rich 조건으로 나누어 진행하였다. 구체적인 조건은 standard의 경우 증착온도, Operating pressure, flow rate이 각각 770oC, 200mTorr, SiH2Cl2:NH3=40:240 sccm이고, silicon rich는 825oC, 150mTorr, SiH2Cl2:NH3=170:70 sccm 이다.
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