Integration of High-k materials for the non-volatiles memories in sub-45nm generation
Intégration de matériaux à forte permittivité électrique (High-k) dans les mémoires non-volatiles pour les générations sub-45nm
Résumé
Flash memory is today a major element for the development of the portable electronics which require more and more memory capability at low cost (netbook, cell phones, PDA, USB sticks...). In order to maintain it for the years to come, it is necessary to continue improving this technology. Also, the integration of High-k materials and the use of trap charge memories are strongly envisaged. This PhD focuses on the integration and the electrical study (fixed charge, trapping, leakage currents...) of the most promising High-k materials (HfO2, HfAlO, Al2O3, HfSiON) for non-volatile memory applications. These materials are then integrated in nanocristal memories and nitride charge trap memories. The analysis of the memory performances was made through a modelling study of the involved physical mechanisms. In particular, a complete SONOS-like model is proposed to explain the experimental results.
Les mémoires non-volatiles Flash sont aujourd'hui un élément clé du développement de l'électronique portable demandant de plus en plus de capacité de stockage à bas coût (netbook, téléphones mobiles, PDA, clé USB...). Afin d'assurer son maintien pour les années à venir, il est nécessaire de poursuivre l'amélioration de cette technologie. Ainsi, l'intégration de matériaux à forte permittivité électrique (appelés : High-k) et l'utilisation de mémoires à couche de piégeage discret sont de plus en plus envisagées. Le travail de cette thèse s'inscrit dans ce contexte. Il comprend tout d'abord une étude électrique (charge fixe, piégeage, courants de fuite...) de matériaux High-k (HfO2, HfAlO, Al2O3, HfSiON) en vue de leur intégration dans les mémoires non-volatiles. Les empilements les plus prometteurs ont ensuite été intégrés dans des mémoires à nanocristaux de silicium ou à couche de piégeage nitrure. Les performances électriques ont été reliées aux propriétés matériaux des couches utilisées. L'analyse des résultats électriques ainsi que la compréhension physique des mécanismes mis en jeux a été permise par une étude de modélisation. En particulier, un modèle complet de mémoire à couche de piégeage discret a été développé.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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