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分栅型闪存中浮栅氮化物硬掩膜层蚀刻工艺的优化

作　者: 厉心宇
导　师: 黄其煜
学　校: 上海交通大学
专　业: 软件工程
关键词: 三栅分栅型闪存 FN隧穿效应浮栅层硬掩膜等离子蚀刻各向异性蚀刻侧壁聚合物
分类号: TN305.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

三栅分栅型闪存的浮栅层末梢尖端高度决定了器件在擦除时F-N隧穿电流的大小,过低的尖端高度会使电场强度过低,从而出现器件擦除电流过小,导致擦除时间过长的情况。浮栅层末梢尖端的形成与氮化物硬掩膜蚀刻后的剖面有直接关系。蚀刻氮化物硬掩膜时,等离子体中的CFx基团会在硬掩膜的侧壁生成一层聚合物,从而阻碍硬掩膜侧壁横向刻蚀的进行。CF2是生成这个聚合物的主要前驱物,等离子气体中CF2基团浓度变化会导致最终刻蚀特性的变化。当等离子体中的CF2减小时,淀积在硬掩膜侧壁上的聚合物随之减小,因此横向同性刻蚀得到加强,横向蚀刻的量越多。本文通过实验证明:高C/F比和较高的刻蚀腔压力有利于聚合物的产生;O2的加入会有效抑制聚合物的产生,而磁场的加入对于侧壁聚合物的影响不明显。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
1 绪论  12-18
  1.1 非易失性闪存器件发展历史  12-13
  1.2 闪存存储器的常见架构  13-15
  1.3 闪存器件工作原理  15-17
  1.4 本论文的工作  17-18
2 等离子体蚀刻工艺  18-26
  2.1 蚀刻工艺的简介  18-19
  2.2 等离子体的基本概念与产生原理  19-20
  2.3 不同类型的等离子体蚀刻系统  20
  2.4 等离子体蚀刻的基本概念和特性  20-22
  2.5 电介质蚀刻基本概念和C/F 模型  22-23
  2.6 电介质等离子体蚀刻原理  23-26
    2.6.1 气相反应  23-24
    2.6.2 等离子体和被蚀刻硅片之间的相互作用  24-26
3 分栅型闪存及氮化物硬掩膜蚀刻工艺  26-39
  3.1 三栅分栅闪存器件简介  26-30
    3.1.1 器件结构  26-28
    3.1.2 芯片制造  28-29
    3.1.3 芯片测试  29-30
  3.2 浮栅层尖端问题提出  30-34
  3.3 硬掩膜蚀刻  34-35
  3.4 实验设备  35-37
  3.5 量测设备及实验分析工具  37
  3.6 实验设计  37-39
4 硬掩膜蚀刻工艺改进研究  39-52
  4.1 实验1－改变反应腔压力  39-42
  4.2 实验2－改变CF_4/CHF_3 的比例  42-45
  4.3 实验3－增加磁场  45-47
  4.4 实验4－同时增加O_2 气体的流量和反应腔压力  47-50
  4.5 解决方案  50-52
5 实验总结与展望  52-56
  5.1 实验总结  52
  5.2 分栅型闪存展望  52-56
    5.2.1 编程电压减小的问题  52-53
    5.2.2 编程耦合系数的问题  53
    5.2.3 新型结构的分栅闪存器件  53-56
6 总结  56-57
参考文献  57-61
致谢  61-62
攻读学位期间发表的学术论文  62-64

分栅型闪存中浮栅氮化物硬掩膜层蚀刻工艺的优化

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