Novel High-K Multilayer Quantum Wells and Metal Nano-Crystals for High Performance Nano-Scale Flash Memory Device Applications

Project: National Science and Technology CouncilNational Science and Technology Council Academic Grants

Project Details

Abstract

非揮發性記憶體(Non-volatile memory, NVM)在可攜式電子系統中有很高的需求,如數位相機、行動電話、汽車與微處理器等。由於矽氧氮氧矽(SONOS)記憶元件有高電荷遺失問題與尺寸縮小上的困難,以新型高介電材料與與金屬奈米顆粒所構成的記憶元件成為未來45奈米技術製程上具有潛力的候選人。為了克服SNOS記憶元件中所遇到的問題,於此計畫中將著重於所構思的一種新的記憶元件。於此研究中,我們將著重於以濺鍍/原子層沉積技術(ALD)所製備的高介電HfO2/TiO2/HfO2或HfO2/SrTiO3/HfO2多層量子井與新型RuOx或IrOx多層奈米晶粒之記憶元件。此製作出來的記憶MOSFETs元件將具有高功函數的IrO2金屬閘極。為瞭解此新型記憶元件,我們將以下列幾點進行研究與討論。(A) 具有高介電阻擋氧化層的高介電量子井記憶元件1. 瞭解經由濺鍍/原子層沉積技術(ALD)所製備的高介電量子井結構2. 對於超薄(小於1 nm)高介電多層結構進行調整以增加記憶窗口並閘極操作電壓3. 調整高介電阻擋氧化層的厚度以減低back tunneling current4. 由濺鍍系統來調整IrOx閘極的高功函數5. 製作具有高功函數閘極的新型高介電多層量子井MOSFET元件6. 具有極低的閘極操作電壓與良好的記憶能力7. Multi-level charge(MLC)儲存應用8. 使其能用於45 nm技術製程(B) 鑲埋於高介墊材料的多層金屬奈米晶粒以供於小尺寸記憶元件應用1. 以濺鍍/ALD方式製作超薄(~1 nm厚度)單層或多層金屬層(RuOx or IrOx)2. 可由金屬層厚度與多層膜金屬來控制奈米晶粒大小3. 調整製程以控制均勻度與密度4. 使金屬多層膜鑲埋於高介電材料中5. 即時沈績高介電阻擋氧化層並調整回火時的氣體參數6. 高功函數的金屬閘極7. 製作具有IrO2金屬閘極的金屬奈米晶粒MOSFET記憶元件8. 極低的閘極操作電壓與大的記憶窗口9. Multi-level charge(MLC)儲存應用10. 使其能用於45 nm技術製程。

Project IDs

Project ID:PB9609-5429
External Project ID:NSC96-2221-E182-047
StatusFinished
Effective start/end date01/08/0731/07/08

Keywords

  • high-k charge trapping
  • high-k multilayer quantum wells
  • multilayer RuOx or IrOx metal nanocrystals
  • flash memory
  • IrO2 metal gate

Fingerprint

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