Silicon nanocrystals: from coulomb blockade to memory arrays

Steimle, R.F.; Rao, R. A.; Sadd, M.; Swift, C.T.; Hradsky, B.; Straub, S.; Merchant, T.; Stoker, M. W.; Parikh, Chetan D.; Anderson, Susan; Rossow, M.; Yater, J.A.; Acred, B.; Harber, K.; Prinz, E.J.; White, Bruce; Muralidhar, R.

doi:10.1109/nano.2004.1392328

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“…[18][19][20][21][22] In order to surmount the physical limitations and mitigate reliability issues due to incessant technology scaling, discrete nanocrystal NVM was proposed as a major alternative to conventional FG-based charge storage NVM. [78][79][80][81][82][83][84][85][86][87][88][89][90][91][92][93][94][95][96] Discrete nanocrystal NVM replaces conductive polysilicon FG charge storage layer with mutually isolated charge Table II. Overview of proposed technical approaches to mitigate critical reliability issues of charge storage NVM due to technology scaling.…”

Section: Decrement In Tolerable Loss Of Electrons In Storage Layermentioning

confidence: 99%

“…[78][79][80][81][82][83][84][85][86][87][88][89][90][91][92][93][94][95][96] Electrons are stored into these "dots" distributed in the control oxide layer that is able to exert electrostatic control over the current flow in the channel. Due to its discrete charge trap nature (which is inherently immune to defect assisted charge leakage through TAT), tunnel oxide of nanocrystal NVM is able to scale down below 7-8 nm.…”

Section: Proposed Technical Mitigation Approaches Descriptionmentioning

confidence: 99%

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The Impact of Tunnel Oxide Nitridation to Reliability Performance of Charge Storage Non-Volatile Memory Devices

Lee¹,

Wong²

2014

j. nanosci. nanotech.

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This paper is written to review the development of critical research on the overall impact of tunnel oxide nitridation (TON) with the aim to mitigate reliability issues due to incessant technology scaling of charge storage NVM devices. For more than 30 years, charge storage non-volatile memory (NVM) has been critical in the evolution of intelligent electronic devices and continuous development of integrated technologies. Technology scaling is the primary strategy implemented throughout the semiconductor industry to increase NVM density and drive down average cost per bit. In this paper, critical reliability challenges and key innovative technical mitigation methods are reviewed. TON is one of the major candidates to replace conventional oxide layer for its superior quality and reliability performance. Major advantages and caveats of key TON process techniques are discussed. The impact of TON on quality and reliability performance of charge storage NVM devices is carefully reviewed with emphasis on major advantages and drawbacks of top and bottom nitridation. Physical mechanisms attributed to charge retention and V(t) instability phenomenon are also reviewed in this paper.

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Section: Decrement In Tolerable Loss Of Electrons In Storage Layermentioning

confidence: 99%

Section: Proposed Technical Mitigation Approaches Descriptionmentioning

confidence: 99%

The Impact of Tunnel Oxide Nitridation to Reliability Performance of Charge Storage Non-Volatile Memory Devices

Lee¹,

Wong²

2014

j. nanosci. nanotech.

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“…Since Tiwari et al [4] first proposed the idea of integrating Si ncs into the memory devices, Si nc based memory devices have attracted much attention [5,163,175,176]. It is a memory device that utilizes direct tunneling into three-dimensionally confined nanocrystal to produce the bistability in the conduction of a transistor channel [156,176].…”

Section: Electrical Applications (A) Memory Devicesmentioning

confidence: 99%

Solid-state reaction silicon nanocrystals in sol-gel tetraethylorthosilicate thin films

Lau¹

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My deepest gratitude to my thesis supervisor, Prof. Tan Ooi Kiang, can never be adequately expressed. I thank him for the encouragement, guidance and critical comments, which enriched the content of this report throughout the course of my study. Other than this important person, the next on the list is my research co-supervisor, Dr. Alastair David Trigg. I would express my gratitude for his patience guidance and critical comments. I would also like to thank Prof. Chen Tupei for his advice in electrical measurements and many fabrication ideas, which helped me overcome frustrating barriers in my research. Not to forget, many thanks to Dr. Liu Yang and Mr. Lo Vui Lip for their kind assistances in experiments and useful discussions. I gratefully acknowledge Prof. Timothy White, Dr. Huang Hui and Ms Guo Jun for their help on TEM imaging. The professional help they have rendered throughout this project have helped me greatly in the imaging as well as the analysis of HRTEM. I would also like to record my sincere thanks to the technical staff: Mr. Chua Tong

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“…O caso de carregamento através de tunelamento direto produz um ΔV T muito pequeno o que compromete o funcionamento de todo o dispositivo, a não ser em casos em que a densidade de nanoestruturas é muito alta, porém para esses casos os processos de obtenção das nanoestruturas não é compatível com a tecnologia CMOS [71]. No entanto, bons resultados têm sido obtidos quando as ns-Si são carregadas por portadores quentes [72].…”

Section: Aplicação Elétricaunclassified

Propriedades opticas e eletricas de nanoestruturas de Si

Dias¹

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Ao Prof. Jacobus, por todas as oportunidades proporcionadas e por todo o apoio.A todo o pessoal da sala limpa do CCS, Godoy, Regina, Márcia, Mara, Eudóxio, por todos os serviços realizados.Ao Eudóxio, por toda a amizade e por todas as discussões.Ao Sr. Hugo pelo companheirismo. À Mara por toda a alegria e otimismo. Ao Robinson, pela amizade. Ao pessoal do LAMFI/USP pelas medidas de RBS. Ao Prof. Leandro Tessler e ao Danilo, por ceder o Laboratório na DFA/IFGW para as medidas de fotoluminescência. Ao Prof. Diniz, pelas discussões e sugestões. Ao Prof. Segundo Nilo, pelas orientações, discussões e sugestões. Ao Prof. Newton, pelo apoio concedido em momentos difíceis. A todo o pessoal da secretaria do CCS, Lúcia, Karen, Karla e Kerulyn, pelo apoio durante todo o tempo. À Noêmia, ao Edson e à todo o pessoal da Secretaria de Pós-graduação da Faculdade de Engenharia e Computação, por todo apoio e excelente trabalho prestado. Aos meus pais e meus irmãos, por tudo. Ao CNPq, pelo apoio financeiro. iv Dedicatória Aos meus pais Aos meus filhos v ResumoAnalisamos amostras de óxido de silício rico em silício (SRSO) obtidas por um sistema de deposição química de vapor com ressonância ciclotrônica de elétrons (ECR-CVD). Propriedades estruturais, de composição, ópticas e elétricas foram estudadas por transformada de Fourier de absorção no infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espectroscopia de retro-espalhamento Rutherford (RBS), fotoluminescência (PL), elipsometria e medidas de capacitância-tensão (C-V). Através do ajuste dos índices de refração em função do fluxo de O 2 para uma longa faixa de razões de fluxo, pudemos notar que o sistema ECR-CVD permite obter filmes com alto controle desses índices de refração. Isto sugere indiretamente a possibilidade do controle das características ópticas e elétricas dos nossos filmes, pois essas características, assim como o índice de refração, são dependentes da concentração de silício nos filmes. Na região de concentração de interesse em nosso trabalho, a razão de concentração atômica O/Si obtida por RBS correlaciona-se linearmente com o índice de refração. As intensidades e posições dos picos de PL e as curvas de histereses observadas através de medidas C-V, após os tratamentos térmicos, dependem das razões de fluxo O 2 /SiH 4 utilizadas na deposição. Observamos que temperatura e tempo de tratamento térmico têm forte influência nas propriedades de PL das amostras selecionadas. No entanto, a influência destes parâmetros sobre as propriedades elétricas (C-V) não é tão significativa, principalmente para temperaturas de tratamentos acima de 1000 ºC. As propriedades de PL e C-V puderam ser relacionadas com a presença de nanoestruturas de silício imersas nos filmes SRSO, sendo que defeitos do tipo NBOHC e ODC, típicos do óxido de Si, também têm influência sobre essas propriedades. Comparando os dados de PL e FTIR de nossas amostras, bem como dados da literatura, concluímos que a cristalinidade das nanoestruturas de Si tem forte influência sobre a intensidade de PL...

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Silicon nanocrystals: from coulomb blockade to memory arrays

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The Impact of Tunnel Oxide Nitridation to Reliability Performance of Charge Storage Non-Volatile Memory Devices

The Impact of Tunnel Oxide Nitridation to Reliability Performance of Charge Storage Non-Volatile Memory Devices

Solid-state reaction silicon nanocrystals in sol-gel tetraethylorthosilicate thin films

Propriedades opticas e eletricas de nanoestruturas de Si

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