トンネル酸化膜および窒化膜バリエーションに対するONOプログラム/消去性能の特性評価

半導体産業は、性能向上とともに消費電力およびコストの削減のために、デバイスの微細化を継続的に推進する能力に大きく依存しています。不揮発性メモリのスケーリングにおける多くの課題の一つは、プログラム/消去電圧ウィンドウの縮小に起因するONOスタックの物理的・電気的スケーリングです。従来、ONOスタックの電気的特性評価にはキャパシタやトランジスタ構造が使用されてきましたが、これらはコストと時間のかかるプロセスです。代替トンネル酸化膜や代替ストレージノード窒化膜などの新しいONO層材料の迅速な評価と最適化のために、信頼性の高いインラインONO膜特性評価が必要です。本研究では、トンネル酸化膜のバリエーションがONOスタックのプログラム/消去性能に与える影響を迅速に評価するためのONOスタックのインライン電気的特性評価を実証します。トンネル酸化膜の4つのバリエーションと窒化膜の2つのバリエーションによるONOの物理的・電気的特性評価が提示されます。物理的特性評価には、X線反射率法（XRR）による膜密度および膜厚が含まれます。トンネル酸化膜の「ストレス誘起リーク電流」（SILC）およびONOプログラム/消去性能の電気的特性評価は、Semiconductor Diagnostics, Inc（SDI）ツール上のCOCOS非接触インライン技術を用いて実施されました。トンネル酸化膜、窒化膜および完全ONOスタックの物理的・電気的特性評価を組み合わせることで、半導体デバイスのプログラム/消去性能向上のためのトレンドと組み合わせに関する知見が得られます。この半導体デバイスは、SONOS 2ビットEEPROMデバイスまたはONO構造を含むフローティングゲートFLASHメモリデバイスです。