EEPROM的氧化層特性和電荷保持特性分析.pdf

1、隨著科技水平的發(fā)展，非易失性存儲器逐漸成為了存儲器系列的主流。其中的EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲器)更是得到了廣泛的應用。我國正在更換的“國家第二代居民身份證”上的存儲芯片采用的就是EEPROM單元。 本文針對EEPROM的可靠性問題進行了分析和研究。提出隧道氧化層退化的主要機制，分析了SILC和熱載流子效應。在理論研究的基礎上，通過實驗分析了隧道氧化層和ONO層的SILC電流以及擊穿特性，并比較了應力前后SILC電流的

2、變化，指出熱載流子效應使得氧化層中的陷阱以及俘獲電荷增多，是造成應力后SILC電流增大的原因。分析了SlLC尖峰電流的成因，認為是正電荷陷入了SiO2層，使隧穿電子的勢壘下降，產生迅速增大的瞬態(tài)電流，其后電流的迅速減小是由退阱效應和由此產生的正電荷隧穿中心的湮滅所引起的。認為由電容面積增大所造成的氧化層缺陷和陷阱數(shù)目增多，是其SILC尖峰電場增強和擊穿電流增大的主要原因。 在此研究的基礎上，對EEPROM的保持特性進行了較為深入

3、的研究。通過理論推導和仿真曲線解釋了EEPROM輸出曲線向上傾斜的成因，介紹了加速實驗的概念和熱加速實驗的機理。重點闡述了電加速實驗的原理和理論基礎，對電可擦除可編程只讀存儲器EEPROM單元在給定電壓下的電荷保持特性進行了分析和研究，得出了EEPROM 單元電荷保持能力的理論公式，得到了單元保持狀態(tài)下的電特性曲線，發(fā)現(xiàn)外加電壓是影響單元電荷保持特性的主要原因。在假定電荷流失機制為Fowler-Nordheim 隧穿效應的情況下，推出了