초박막의 $N_2O$ 어닐링한 터널링 산화막을 갖는 Flash Memory Cell의 SILC 특성 및 성능

Performance and SILC Characteristics of Flash Memory Cell With Ultra thin $N_2O$ Annealed Tunneling Oxide

본 논문은 두께가 각각 다른 습식 산호막의 정전류 스트레스에 따른 SILC를 측정하여 SILC의 전도 mechanism 및 발생원인을 조사하였다. $N_2O$ 어닐링한 산화막의 SILC 특성도 조사하였다. 또한, 60A 두께의 $N_2O$ 어닐링한 터널링 산호막을 갖는 ,flash memory cell을 $0.25{\mu}m$ 설계규칙에 따라 제작하여 그 특성을 측정하였다. 그 결과, SILC의 발생 원인은 전기적 스트레스 인가에 따른 산호막내에 생성된 트랩 때문이며, SILC의 전도 mechanism은 전기장 세기가 8MV/cm 이하일 때 산호막 트랩을 경유한 modified F-N 터널링이 8MV/cm 이상일 때 전형적인 F-N터널링이 주도적임을 알 수 있었다. 60A의 $N_2O$ 어닐링한 산화막은 SILC에 대한 내성 측면에서 큰 개선 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 이 막을 flash memory cell의 터널링 산호막으로 이용할 경우, $10^6$회의 endurance와 10년 이상의 드레인 disturb가 보장되고 8V-프로그래밍이 가능한 특성을 얻을 수 있었다.

In this paper, we have studies the transport mechanism and origin of SILC for the various thickness of wet oxide. Also, SILC characteristics of $N_2O$ annealed oxide was included in this study. We made the flash memory cell with $N_2O$ annealed oxide of 60Athick under $0.25{\mu}m$ design rule, and measured the characteristics of the cell. As a result, we have found that the origin of SILC is due to the trap formed inside of the oxide layer by electrical stress. And we reached the conclusion that the transport mechanism of SILC is ruled by the modified F-N tunneling if the electric field is lower than 8MV/cm or typical F-N tunneling if the electric field is higher than 8MV/cm. We could also confirm the fact that $N_2O$ annealed oxide of 60Athick have an improved resistance effect against SILC. In case that we apply $N_2O$ annealed oxide of 60Athick to the flash memory, we could confirm $10^6$ times endurance and more than 10 years drain disturb, and could get 8V programmable flash memory characteristics.