• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제14권5호
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• pp.250-253
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• 2013

In this paper, we fabricated 3D pillar type silicon-oxide-nitride-oxide-silicon (SONOS) devices for high density flash applications. To solve the limitation between erase speed and data retention of the conventional SONOS devices, bandgap-engineered (BE) tunneling oxide of oxide-nitride-oxide configuration is integrated with the 3D structure. In addition, the tunneling oxide is modulated by another method of $N_2$ ion implantation ($N_2$ I/I). The measured data shows that the BE-SONOS device has better electrical characteristics, such as a lower threshold voltage ($V_{\tau}$) of 0.13 V, and a higher $g_{m.max}$ of 18.6 ${\mu}A/V$ and mobility of 27.02 $cm^2/Vs$ than the conventional and $N_2$ I/I SONOS devices. Memory characteristics show that the modulated tunneling oxide devices have fast erase speed. Among the devices, the BE-SONOS device has faster program/erase (P/E) speed, and more stable endurance characteristics, than conventional and $N_2$ I/I devices. From the flicker noise analysis, however, the BE-SONOS device seems to have more interface traps between the tunneling oxide and silicon substrate, which should be considered in designing the process conditions. Finally, 3D structures, such as the pillar type BE-SONOS device, are more suitable for next generation memory devices than other modulated tunneling oxide devices.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.193-199
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• 2019

본 연구에서는 TCAD 시뮬레이션을 사용하여 산화갈륨 ($Ga_2O_3$) 기반 수직형 쇼트키 장벽 다이오드 고전압 스위칭 소자의 항복전압 특성을 개선하기 위한 가드링 구조를 이온 주입이 필요 없는 간단한 플로팅 금속 구조를 활용하여 제안하였다. 가드링 구조를 도입하여 양극 모서리에 집중되던 전계를 감소시켜 항복전압 성능 개선을 확인하였으며, 이때 금속 가드링의 폭과 간격 및 개수에 따른 항복전압 특성 분석을 전류-전압 특성과 내부 전계 및 포텐셜 분포를 함께 분석하여 최적화를 수행하였다. N형 전자 전송층의 도핑농도가 $5{\times}10^{16}cm^{-3}$이고 두께가 $5{\mu}m$인 구조에 대하여 $1.5{\mu}m$ 폭의 금속 가드링을 $0.2{\mu}m$로 5개 배치하였을 경우 항복전압 2000 V를 얻었으며 이는 가드링 없는 구조에서 얻은 940 V 대비 두 배 이상 향상된 결과이며 온저항 특성의 저하는 없는 것으로 확인되었다. 본 연구에서 활용한 플로팅 금속 가드링 구조는 추가적인 공정단계 없이 소자의 특성을 향상시킬 수 있는 매우 활용도가 높은 기술로 기대된다.