Interface Traps Analysis as Bonding of The Silicon/Nitrogen/Hydrogen in MONOS Capacitors
저자
김희동 ; 안호명 ; 서유정 ; 장영걸 ; 남기현 ; 정홍배 ; 김태근 ; Kim, Hee-Dong ; An, Ho-Myoung ; Seo, Yu-Jeong ; Zhang, Yong-Jie ; Nam, Ki-Hyun ; Chung, Hong-Bay ; Kim, Tae-Geun
발행기관
학술지명
電子工學會論文誌-CI (Computer and Information)(Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea)
권호사항
발행연도
2009
작성언어
English
주제어
등재정보
구)KCI등재(통합)
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
18-23(6쪽)
제공처
본 연구는 실리콘 기판과 실리콘 산화막 사이의 계면 트랩 밀도와 게이트 누설 전류를 조사하여, Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon (MONOS) 메모리 소자의 계면 트랩 특성의 수소-질소 열처리 효과를 조사하였다. 고속열처리 방법으로 850도에서 30초 동안 열처리한 MONOS 샘플들을 질소 가스와 수소-질소 혼합 가스를 사용하여 450도에서 30분 동안추가 퍼니스 열처리 공정을 수행하였다. 열처리 하지 않은 것, 질소, 수소-질소로 열처리 한 세 개의 샘플 중에서, 커패시터-전압 측정 결과로부터 수소-질소 열처리 샘플들이 가장 적은 계면 트랩 밀도를 갖는 것을 확인하였다. 또한, 전류-전압 측정 결과에서, 수소-질소 열처리 소자의 누설전류 특성이 개선되었다. 위의 실험 결과로부터, 수소-질소 혼합 가스로 추가 퍼니스 열처리의해 실리콘 기판과 산화막 사이의 계면 트랩 밀도를 상당히 줄일 수 있었다.
더보기The effect of hydrogen-nitrogen annealing on the interface trap properties of Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon (MONOS) capacitors is investigated by analyzing the capacitors' gate leakage current and the interface trap density between the Si and $SiO_2$ layer. MONOS samples annealed at $850^{\circ}C$ for 30 s by rapid thermal annealing (RTA) are treated by additional annealing in a furnace, using annealing eases $N_2$ and 2% hydrogen and 98% nitrogen gas mixture $(N_2-H_2)$ at $450^{\circ}C$ for 30 mins. Among the three samples as-deposited, annealed in $N_2$ and $N_2-H_2$, MONOS sample annealed in an $N_2-H_2$ environment is found to have the lowest increase of interface-trap density from the capacitance-voltage experiments. The leakage current of sample annealed in $N_2-H_2$ is also lower than that of sample annealed in $N_2$.
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