CO2가스를 이용하여 증착된 터널층의 계면포획밀도의 감소와이를 적용한 저전력비휘발성 메모리 특성 (Decrease of Interface Trap Density of Deposited Tunneling Layer Using CO2 Gas and Characteristics of Non-volatile Memory for Low Power Consumption)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 29권 / 7호 / 394 ~ 399페이지
· 저자명 : 이준신, 이소진, 장경수, Cam Phu Thi Nguyen, 김태용

초록

실리콘다이옥사이드(silicon dioxide, SiO2)는 산소 또는 N2O가스 같은 다양한 산화성 가스로 증착되었다. 본 실험에서는 저온에서 증착되는 SiO2의 전기적 특성 및 계면포획밀도(interface state density, Dit)를 향상시키기 위해 SiH4과 CO2가스를 사용하여 유도결합플라즈마 화학기상증착(inductively coupled plasma chemical vapor deposition, ICP-VCD)로 SiO2를 증착하였다. CO2와 N2O가스를 이용한 SiO2 박막의 Dit는 각각 1.30 × 1,010 cm-2·eV-1, 3.31 × 1,010 cm-2·eV-1를 보였다. 이는 CO2가스를 사용한 SiO2박막의 Dit가 N2O가스를 이용한 것에 비해 2.55배 낮음을 나타낸다. SiO2(CO2)박막을 터널층을 사용한 금속/절연체/반도체(MIS) 구조의 비휘발성메모리(nonvolatile memory, NVM)는 +16/-19 V의 스트레스전압에서 2.16 V의 윈도우 메모리를 보였지만 SiO2(N2O)박막을 터널층으로 사용한 MIS 구조의 소자는 +20/-24 V의 높은 인가전압에서 2.48 V의 윈도우 메모리를 보였다. 그러므로 SiO2(CO2)박막을 NVM의 터널층으로 사용하면 Dit를 감소시켜 저전압메모리를 구현할 수 있다.

영어초록

The silicon dioxide (SiO2) was deposited using various gas as oxygen and nitrous oxide (N2O) in nowadays. In order to improve electrical characteristics and the interface state density (Dit) in low temperature, It was deposited with carbon dioxide (CO2) and silane (SiH4) gas by inductively coupled plasma chemical vapor deposition (ICP-CVD). Each Dit of SiO2 using CO2 and N2O gas was 1.30×1010 cm-2·eV-1 and 3.31×1010 cm-2·eV-1. It showed SiO2 using CO2 gas was about 2.55 times better than N2O gas. After 10 years when the thin film was applied to metal/insulator/semiconductor(MIS)-nonvolatile memory(NVM), MIS NVM using SiO2(CO2) on tunneling layer had window memory of 2.16 V with 60% retention at bias voltage from +16 V to -19 V. However, MIS NVM applied SiO2(N2O) to tunneling layer had 2.48 V with 61% retention at bias voltage from +20 V to -24 V. The results show SiO2 using CO2 decrease the Dit and it improves the operating voltage.

참고자료

· 없음