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Consideration of an Oxide-Nitride-Oxide-Nitride Layer for the Inter-Poly Dielectric of a Flash EEPROM Cell
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2002
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KCI등재,SCI,SCIE,SCOPUS
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학술저널
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801-804(4쪽)
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2
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The continuous scaledown of Flash EEPROM devices has resulted in a demand for gate oxide layer thicknesses of the peripheral MOSFET's to be reduced below 10 nm. When the thickness of the gate oxide layer falls below 10 nm, a 99:1 HF dip cleaning process must be performed just prior to the growth of the gate oxide layer in order to get a reliable layer for the peripheral MOSFET's. The HF dip etches wholly or partially the top oxide of the oxide-nitride-oxide (ONO) layer, which induces a significant data retention problem. In this paper, the use of an oxide-nitride-oxide-nitride (ONON) layer, instead of the conventional ONO layer, for the inter-poly dielectric (IPD) layer is proposed, and experimental results are discussed. For this study, Flash EEPROM cells with an IPD layer with ON (oxide-nitride), ONO, or ONON structures were fabricated using 0.6 m CMOS processes with p-type wafers. The fabricated Flash EEPROM cells were programmed and erased 1000 times repeatedly, where the channel width and length of the devices used for the experiments were 0.75 and 0.65 m. The cells were programmed to a predetermined threshold voltage and baked at various temperatures and for various times, and the shift of the threshold voltage for each bake condition was measured by using an HP 4156A device parameter analyzer. The measurement results showed that the data retention characteristics of the device were drastically improved and that the lifetime was increased by at least two orders of magnitude when an ONON layer was used as the IPD layer. This was because the top nitride layer of the ONON layer protected the top oxide from being etched off during the cleaning process. The program, erase, and endurance characteristics of the cell were not noticeably affected by using the ONON IPD layer. In conclusion, an ONON layer can be a good choice for the IPD layer of next-generation Flash EEPROM cells.
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2016 | 0.47 | 0.15 | 0.31 |
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