摘要
本研究目的是發展一個非常簡單和便宜的溶膠－凝膠(Sol-Gel)旋轉塗佈法，以及快速升溫退火(Rapid Thermal Annealing, RTA)處理，製造三種不同多晶矽－氧化矽－氮化矽－氧化矽－矽(SONOS)類型的記憶體，例如二氧化鉿(HfO2)電荷捕捉層記憶體（元件1）、矽酸鉿氧化物(Hafnium Silicate)奈米晶粒記憶體（元件2）、以及共存的矽酸鉿氧化物(Hafnium Silicate)和矽酸鋯氧化物(Zirconium Silicate)奈米晶粒記憶體（元件3）。我們第一次提出共存溶膠－凝膠(Sol-Gel)技術來製造高性能的奈米晶粒記憶體。共存奈米晶粒元件3比起元件1和元件2展現了更大的臨界電壓飄移(Threshold voltage Shift, V(下標 th) Shift)和快速的資料寫入速度以及抹除速度。除此之外，所有奈體晶粒記憶體元件具備了長期電荷保存時間長達104秒而且在常溫下只有5%的電荷流失，以及良好的耐久力性能在資料寫入和資料抹除週期高達105秒都沒有記憶體窗口縮小情況發生。
並列摘要
This study aims to develop a very simple and cheap sol-gel spin coating method, together with RTA, to fabricate three different SONOS-type memories, such as HfO2 charge trapping layer memory (Device 1), hafnium silicate nanocrystal memory (Device 2), and coexisted hafnium silicate and zirconium silicate nanocrystal memory (Device 3). We, for the first time, propose the coexisted sol-gel technique to fabricate the high performance nanocrystal memory. The coexisted nanocrystal Device 3 exhibits larger V(subscript th) shift and faster program/erase speed than Devices1 and 2. Furthermore, all devices possess the long charge retention time up to 10^4 sec with only 5% charge loss, and good endurance performance for program/erase cycles up to 10^5 without memory window narrowing.