Affordable Access

Publisher Website

Chapter 5 Multilayer dielectrics for memory applications

Authors
Identifiers
DOI: 10.1016/s1874-5903(99)80011-1
Keywords
  • Two-Layer Dielectrics
  • Mnos Non-Volatile Memory
  • Charge Storage Models
  • Voltage Switching Models
  • Charge Retention Models
  • Silicon Dangling Bond Trap
  • Nitrogen Dangling Bond Trap
  • Three-Layer Dielectrics
  • Monos And Sonos Memories
  • Ono Dielectric For Dram Capacitor

Abstract

Zusammenfassung Dieses Kapitel beschreibt die Anwendung von Zwei- und Dreifach-Schichten für Speicheran- wendungen. Besonders wird das Verhalen von Silizium-Oxid- und Silizium-Nitrid-Schichten und das Verhalten der Oxid/Nitrid-Phasengrenze untersucht. Zunächst wird an einige allgemeine Zusammenhänge erinnert, wie eine MNOS-Struktur als Permanentspeicher-Zelle arbeitet, z.B. wie Daten geschrieben, gelesen und gelöscht werden können. Dann erinnern wir uns an die grundsätzlichen Prozesse, die diesem, “Speicher” - Verhalten zugrunde liegen. Ebenso erinnern wir uns an die Grundgleichungen, die den Zusammenhang zwischen Ladungsverteilung, Potentialverteilung und Strömen in dieser Struktur liefern. Dann werden einige Modelle beschieben, die erklären und berechnen, wie die Ladung in das Nitrid injiziert wird und wie dies zur Verschiebung der Schwellenspannung eines Transistors führt, der anstelle eines üblichen Gates eine MNOS-Structur besitzt. Zahlreiche neue Ergebnisse über den Ursprung und das Verhalten der Traps im Silizium-Nitrid werden vorgestellt. Wie gezeigt wird, sind die im Silizium-Nitrid enthaltenen Traps amphotärer natur mit drei Ladungszuständen, deren Ursprung Hauptsächlich auf nichtabgesättigen Silizium-Bindungen beruht und nicht auf solchen mit Stickstoff. Diese Traps sind, wie gezeigt, in Silizium-Nitrid verteilt und besitzen eine Vielzahl energetischer Niveaus. Anschliessend werden neuere Modelle, die das Schaltverhalten und die Beständigkeit des Speicherverhaltens beschreiben, vorgestellt. Allen diesen Modellen gemeinsam ist die Annahme einer gleichförmigen Vereilung dieser Traps, jedoch wird in einigen auch eine zusätzlich Trapdichte an der Nitrid/Oxid-Phasengrenze eingefürht. MNOS-Speicher werden heute als kommerzielle Produkte vorgeschalgen. Die Tatsache jedoch, daß die gespeicherte Ladung im gesamten Nitrid verteilt ist, begrenzt die Skalierbarkeit dieser Bauelemente. Diese Begrenzung kann durch die Einführung einer dritten isolierenden Schicht aus Silizium zwischen der Nitrids chicht und Gate-Elektrode umgangen werden. Diese neuen Bauelemente werden MONOS oder SONOS genannt, abhängig vom Elektrodenmaterial (metall oder poly-Silizium). Ihr verhalten kann siumliert werden und die hierfür verwendeten Modelle gehen von der Anwesenheit amphotärer Traps aus. Die ONO-(Oxid/Nitrid/Oxid-) Struktur wird ebenfalls für die Anwendung als Speicherkondensator für dynamische Speicher und als Zwischen-Gate-Isolator für Floating-Gate-Speicher untersucht. Die Physik und die Simulation des ONO-Isolators werden vorgestellt.

There are no comments yet on this publication. Be the first to share your thoughts.