纳米浮栅存储器件的仿真_试制与特性表征

I 摘要 在应对半导体制造技术不断发展的潮流时，传统非挥发性存储器件的连续浮栅结构制约了其向更小尺寸发展，需要在保持浮栅存储器件工作机理不变的前提下，继续发展浮栅存储器。纳米晶体浮栅存储器件是解决传统浮栅存储器件面临的小尺寸限制的有效办法， 这为纳米晶体浮栅存储器件的发展提供了极大的动力。 本文阐述了纳米晶体浮栅存储器件的发展背景，包括非挥发性存储器的市场前景和发展形势，以及纳米晶体浮栅存储器件的优势等；介绍了非挥发性存储器件的理论知识和纳米晶体浮栅存储器 件的纳米特性；并利用工艺仿真软件器件仿真软件 硅纳米晶体浮栅存储器件建模和仿真了其电学特性等；试制了不同沟道长度的 N 沟道硅纳米晶体浮栅存储器件并对其做了常规的测试分析。 本文具体完成以下工作： （ a） 、利用 立了硅纳米晶体浮栅存储器件的仿真模型，然后利用模型的电学特性进行仿真分析，另外研究了硅纳米晶体浮栅存储器件的几个重要结构参数对存储器件的存储特性（主要是存储窗口）的影响，对硅纳米晶体浮栅存储器件的数据保持能力进行了 模分析。 （ b） 、讨论了硅纳米晶体的制备方法和利用标准 2 m 艺制备硅纳米晶体浮栅存储器件的工艺流程，并将离子注入和退火制备硅纳米晶体的方法加入 m 的 标准艺中， 成功试制了一批具有不同沟道长度的 N 沟道硅纳米晶体浮栅存储器件。 （ c） 、利用搭建的测试平台对制备出来的硅纳米晶体浮栅存储器件进行了室温下的测试分析，包括 片分析、写入 /擦除操作脉冲与存储窗口的关系，并测试分析了存储器件的耐擦写能力和数据保持能力。测试结果表明，试制的硅纳米晶体浮栅存储器件具有较大的存储窗口， 优良的耐擦写能力和数据保持能力。 关键词 ：非挥发性存储器件，硅纳米晶体，存储窗口，耐擦写能力，数据保持能力 of to of Its to to is an to C to of C as as of C of of C of of to a C C to (a): to a C to to by of At of of C (b): of of C a m a C by of a m (c): to C at a 200B6 EM of as as of of C a 录 摘要 . . 录 . 一章 绪论 . 1言 . 1挥发性存储器件介绍 . 3米晶体浮栅存储器件的出现 . 6统闪烁式存储器的发展与问题 . 6米晶体浮栅存储器件的提出 . 9文结构及章节安排 . 12第二章 纳米晶体浮栅存储器件的基础理论 . 13浮栅存储器件的工作机理 . 13浮栅存储器件基本结构和读出原理 . 13栅存储器件的阈值电压 . 15浮栅存储器件的电荷输运机理 . 18道热电子注入效应（ . 18N（ 子遂穿注入 . 20接遂穿效应 . 22浮栅存储器件的可靠性理论 . 23挥发性存储器件的性能参数 . 23据保持能力 . 24擦写能力 . 25纳米晶体浮栅存储器件的特性分析 . 27纳米晶体浮栅存储器件模型 . 27纳米晶体浮栅存储器件的工作机理 . 28章内容小结 . 30第三章 硅纳米晶体浮栅存储器件的仿真分析 . 31导体仿真软件 绍 . 31 V 导体工艺仿真软件 绍 . 32导体器件仿真软件 绍 . 32纳米晶体浮栅存储器件的工艺仿真和器件建模 . 34纳米晶体浮栅存储器件的特性仿真 . 37移特性和输出特性研究 . 37同编程方式的研究 . 38响存储窗口的因素研究 . 40储窗口与操作脉冲的关系 . 41储窗口与存储器件结构参数的关系 . 41纳米晶体浮栅存储器件的数据保持能力模拟 . 47纳米晶体浮栅存储器件的数据保持能力理论 . 47纳米晶体浮栅存储器件的数据保持能力模拟 . 48章小结 . 49第四章 硅纳米晶体浮栅存储器件的试制 . 50纳米晶体的制备 . 50纳米晶体浮栅存储器件的试制工艺流程 . 52纳米晶体浮栅存储器件的试制种类 . 54章小结 . 55第五章 硅纳米晶体浮栅存储器件的测试分析 . 56纳米晶体分布的透射电镜分析 . 56纳米晶体浮栅存储器件的存储特性测试分析 . 57纳米晶体浮栅存储器件的可靠性测试分析 . 60纳米晶体浮栅存储器件的耐擦写能力测试 . 60纳米晶体浮栅存储器件的数据保持能力测试 . 62章小结 . 63第六章 总结 . 64文总结 . 64续工作 . 64致谢 . 66参考文献 . 67攻硕期间取得的研究成果 . 70 1 第一章 绪论 言 微电子的盛世是由 1947 年 12 月 23 日， 世界上第一只半导体放大器晶体管的诞生而开启的。 20 世纪 50 年代末，随着各种晶体管类型和结构的提出，以及在半导体制造工艺的不断的推陈出新，第一块集成电路于 1958 年从 司产生，发明者为 J. 导体集成电路相比之前的真空电子管和独立晶体管组成的电路，有着显著的优势：体积小、重量轻、生产成本低、器件可靠性高等，所以半导体集成电路技术得到了极大关注并取得了飞速发展，无论在民用经济领域还是军事领域，都有广泛应用，具有不可替代的作用，在这半个世纪的科技和经济发展中，是至关重要的角色。 半导体集成电路技术在这近半世纪的迅速发展过程中，各个方面都得到了很大的改进，包括：新型工艺技术的提出，新型材料的应用和各种半导体器件的结构和性能的改进等等。在所有这些改进中，致力于半导体集成电路技术发展的宗旨是： 要不断提高半导体集成电路的集成度和降低半导体制造工艺的技术节点 （也就是制造工艺的特征尺寸） 。 集成度的提高和特征尺寸的降低能有效的节约生产成本，降低半导体集成电路的功耗，提高其速度等等。如图 1示，这种强大的技术和经济推力使得半导体集成电路技术一直保持着由 G. 出的摩尔定理中的速度来发展，并且在接下来的数十年，也将一直维持下去1。 2 图 1971微处理器的集成数与摩尔定理关系 正如前面所说的技术推动着半导体集成电路技术向着特种尺寸越来越小的方向发展，因为这样能过很好的解决微电子领域中的一对相互制约的技术参数：频率特性和电路功耗。频率特性的改善意味着集成电路的运行速度越来越开，能够在单位时间内处理完更多的指令；然后由于集成电路的功耗是与频率的平方近似成反比的，也就是说频率特性的改善会造成电路的功耗不可避免的增加，这也就对集成电路的可靠性和应用等造成了限制。而解决这一矛盾的最好办法就是降低集成电路的特征尺寸，也就是要将集成电路中的单个器件设计的尺寸越来越小。所以，这一需求推动着半导体集成电路技术的工艺技术节点越来越小，上世纪末的微米工艺和亚微米工艺发展到本世纪初，主流的半导体制造技术为纳米级工艺技术， 生产的最新 至考虑使用 22 工艺制造技术。然而在半导体集成电路技术采用纳米级工艺技术，甚至更进一步发展后，各种器件的物理特性将会发生一系列的变法，各种各样的量子效应将会凸显出来。所以，以往的微电子器件的研究理论对纳米级工艺技术中的器件，也就是纳米器件的研究分析，有可能不再适用或者需要进行改进。这也就是现今对纳米电子和纳米器 3 件的研究如此火热的原因了。 挥发性存储器件介绍 人类的发展进程中伴随着存储器的发展，当信息需要进行保存时，就需要用到存储器。从最开始的石刻竹简和布锦存储信息到现在还处于统治地位的纸张存储信息，这个过程经历了数千年，可以说是相当的缓慢；在进入 20 世纪后，随着电子技术的发展，全球进入了电子时代，存储器得到了极大的发展，存储器的种类不断涌现，功能不断增强。非半导体型存储器从以前的打孔机、磁带磁盘等发展到现在的 磁性硬盘，乃至铁电存储器（ ；而半导体类型的存储器，也经历了显著的发展。半导体类型存储器又可以分为挥发性存储器和非挥发性存储器。挥发性存储器也叫做易失性存储器，其在隔断电源后，内部在通电工作时所保存的信息将会自动失去，另外挥发性存储器还能为系统提供任意时刻的写入、擦出功能和读出操作，这种特性使得其在通电系统中的数据暂存和处理上有很大的需求，计算机系统中的缓存和内存等，也就是动态、静态随机存取存储器（ 属于这一类，只是它们的各种工作原理不尽相同；非挥发性存储器又叫做非易失性存储器，在隔断电源后，内部在通电工作时所保存的信息将仍旧保存，不会失去，并且非挥发性存储器同样能为系统提供写入、擦除功能和读出操作，只是不同类型的非挥发性存储器的写入、擦除方式不一样。非挥发性存储器的这种应用灵活性使得其得到重点研究和广泛应用，在计算和通讯等领域被用作数据存储等。 从 20 世纪 60 年代半导体非挥发性存储器件的问世到现在，半导体非挥发性存储器件就和其他半导体器件一样，经历了很多的技术革新和工艺改进，在器件结构和性能指标上都和刚刚问世时不可同日而语。纵观非挥发性存储器的发展，可以将它分为五代。且每一代非挥发性存储器都具有各自的优缺点，它们的特性使得在现今，这些非挥发性存储器仍旧被广泛使用。图 1全球两大著名的半导体制造商 非挥发性存储器的发展情况示意图2。 4 图 1 非挥发性存储器的发展情况 第一代是问世时的掩膜式只读存储器（ ，对掩膜式只读存储器的写入编程是在制造它的过程中就完成了的，是将存储器阵列中的单个存储单元晶体管用金属连线连接到读入读出的位线上， 由于是制造中用物理连线连接的，所以掩膜式只读存储器一旦编程确定，便无法进行擦除和重新写入了，也就是不能修改。掩膜式只读存储器优点是对后期使用者的要求不高，不需要使用者对其进行编程修改，所以在含某一程序的掩膜式只读存储器需求较大的情况下，其生产成本可以做到很低，掩膜式只读存储器比较适合应用到只需存储特定程序而使用中不做修改的环境中，比如微波炉、电视机等；其缺点是不能修改其内部程序，使用不灵活，当需求量较小时，生产成本会迅速上升。 第二代非挥发性存储器是只可一次编程只读存储器（ ，其在制造过程中，将存储器阵列中的所有晶体管用金属熔丝连接到读入读出的位线上。在后期使用时，使用者可以对其进行编程，但只能进行一次编程，因为熔丝一旦熔断便不能修改。只可一次编程只读存储器的优点是生产成本低，适用性广，可以使用同一批只可一次编程只读存储器来进行不同应用；其缺点是由于只能一次编程，所以一旦在编程过程中出现任何错误，就会使得整个只可一次编程只读存储器失去使用价值。所以只可一次编程只读存储器 5 一般都被用于具有特定程序且不经修改的场合。 之后发展出来的非挥发性存储器是紫 外光可擦除且电可编程只读存储器（ ，其特点是可以用电对其进行写入编程，但擦除时必须使用紫外光照射进行，并且擦除是对整个器件进行整体擦除。其优点是这种非挥发性存储器的存储效果很好，能进行较大容量模块的生产，并且成本较低；缺点是要对器件进行擦除时，速度慢且很不方便，另外，由于每次紫外光擦除，都会在二氧化硅层引入缺陷，这限制了这种存储器的耐擦写次数。所以，这种存储器经常应用于需要较大容量来存储程序并且不需经常进行修改的场合。 随着技术的发展前进，到了第四代非挥发性存储器，便是电可擦除且可编程只读存储器（ 。其特点是写入编程和擦除都是可以反复发到数十万次的，并且速度较快，使用方便；但是这种存储器一个存储单元中含有两个共栅晶体管，这使得造价较高并且单位容量所需的面积较大。 第五代非挥发性存储器，也就是如今在半导体非挥发性存储器应用领域的主流，便是闪烁式存储器（ 。虽然其仍是 的一种，属于电可擦除且可编程只读存储器，但是由于其在结构上相当于 行了很大的改进，并且在写入擦除机理上也和 所不同，所以闪烁式存储器在性能和使用上比前面几代的非挥发性存储器都要优越，可以说是集中了几代非挥发性存储器的所有优点。闪烁式存储的写入编程和擦除都是由单个存储单元完成的，其写入编程所采用的机理是 沟道热电子注入效应（ 者 子遂穿效应（ ；其擦除的机理是 子遂穿效应（ 。关于闪烁式存储器的工作原理，将在第二章进行详细阐述。 由前面的讨论可以得到对于常见存储器，有如图 1示分类3。 6 图 1见存储器的分类图 米晶体浮栅存储器件的出现 统闪烁式存储器的发展与问题 闪烁式存储器是上个世纪 80 年代，在第四代非挥发性存储器 基础上发展而来的，在性能和使用上比前面几代的非挥发性存储器都要优越，可以说是集中了几代非挥发性存储器的所有优点。和所有半导体集成电路一样，减小存储器制造工艺的特种尺寸，能使存储器的速度更快，单位功耗更低，并且单位面积的容量更大，从而成本下降。这既是推动存储器发展的强大动力，也是存储技术发展的必然趋势。经过数十年的研究和经济推动，闪烁式存储器取得了非常好的发展。其工作电压变得越来越低，从刚开始的 12 V 下降到如今的 ，显著的降低了闪烁式存储器工作时的功耗； 其可生产容量也越来越大， 从最初的 B 量级。性能容量的提高和成本的下降使得闪烁式存储器的市场份额发生变化，图 1闪烁式存储器近十年来的市场份额情况，由图可以看到，闪烁式存储器的市场占有率在飞速增加，到 2007 年，闪烁式存储器的市场销售值已经接近了 200 亿美元4。 7 图 1导体存储器市场发展示意图 传统非挥发性存储器件，包括 闪烁式存储器件，它们的结构上有共同之处，那便是在存储单元场效应晶体管的栅的 包含有一层多晶硅，称之为浮栅，如图 1示。通过在栅极加电压或者紫外光照射等方法来改变存储在浮栅中的电子和空穴数，从而改变了这个场效应晶体管的阈值电压。由于构成浮栅的多晶硅层被周围的 以存储在浮栅中的电子或空穴是处于一个很深的势阱之中，在没有外加作用时，很难越过或遂穿势阱。所以对于这种浮栅存储器件，一旦其存储状态确定，其阈值电压便不会轻易发生改变，其存储状态也就不会发生改变了，理论上在掉电情况下，存储状态永不发生变化。在实际使用过程中，如果存储器的存储状态能够保持达到 10 年，就可以认为该存储器件是非挥发性存储器件。 图 1续浮栅存储器件结构示意图 8 半导体集成电路工艺技术的发展使得传统非挥发性存储器件飞速的发展，其中显著的变化就是存储单元场效应晶体管的栅长（即特征尺寸，是衡量集成电路工艺技术先进程度的一个重要指标）不断的减小。图 1通过对场效应晶体管的特种尺寸以往发展情况的总结和对将来发展情况的预测， 从图中可以发现，早在 2009 年，工艺技术的进步就已经是特种尺寸下降到了 32 新数据表面在 2012 年，特种尺寸有望进一步突破，达到 12 样的栅长已经与电子的德布罗意波长（约为 10 当了。而如果特种尺寸的下降速度在未来 20 年依然保持这种趋势，那么到 2030 年，特征尺寸将会减小到 0.4 右，这相当于硅晶格中的原子间距大小了。 图 1效应晶体管的特种尺寸的发展情况 而实际上，场效应晶体管的栅长是不能无限制的缩小的，特种尺寸的缩小会带来一系列短沟道效应，改善这些短沟道效应的措施便是要相应的减小栅氧化层厚度，但是栅氧化层厚度过小时，会使得穿过氧化层的遂穿电流过大，栅氧化层的缺陷增多，并且过薄的栅氧化层也不能达到很好存储电荷的目的。当这些短沟道效应无法改善乃至影响到场效应晶体管的正常功能时，特征尺寸的缩小也就达到了极限，传统的非挥发性存储器件的技术改进也就遇到了瓶颈，而此时要继续发展和改善非挥发性存储器件，便只能另寻途径了。 表 1(9 2005 年公布的非挥发性存储器件的工艺技术节点预测情况，从表中可以发现，闪烁式存储器件的工艺技术节点在迅速的减小，同时其会使得栅氧化层的厚度迅速减薄，如在 2013 年，工艺技术节点达到 32 平时，此时对应的栅氧化层厚度仅仅为 1 右5。而研究发现，由于诸多因素的限制，在设计传统的浮栅存储器件时，场效应晶体管的浮栅氧化层，也就是遂穿氧化层的厚度通常设计在 811 围内，当这一厚度低于 7 ，存储在多晶硅浮栅中的电子或空穴就会很容易通过遂穿浮栅氧化层而流失回衬底，这制约了传统的非挥发性存储器件向更小尺寸发展6。 表 1005 年公布的闪烁式存储器件工艺节点预测情况 年份 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013闪烁式存储器件工艺节点 （ 80 70 65 57 50 45 40 35 32 由于传统的非挥发性存储器件的结构制约了其向更小尺寸发展，如果要进一步发展和改善非挥发性存储器件，解决向小尺寸发展的问题，便不能再把研究重点放在如何改善制造工艺技术这点上了，而需要寻求其他的途径。经过国内外的研究，得到了很多解决这个问题的方法，包括另寻以其他工作机理工作的存储器来替代浮栅存储器件，比如电阻存储器件（ ；而在保持原本的浮栅存储器件工作机理不发生变化的前提下，也研究出了一些十分有效的方法；第一种方法是改变浮栅中电荷的分布方式， 使得电荷不再同在连续浮栅中那样可以自由移动，基于这种方法， 晶硅 /控制氧化硅层 /氮化硅层 /隧穿氧化硅层 /硅基衬底）结构的存储器件和纳米晶体浮栅存储器件被提出来；第二种方法是寻求新型材料来替代原先限制存储器件尺寸减小的栅氧化层，对诸多高介电常数材料（高 K 材料）进行了研究，并且取得了较大进展，比如 在最新的 成芯片中使用了高 K 的含铪氧化物作为栅氧化层。 米晶体浮栅存储器件的提出 在保持原本的浮栅存储器件工作机理不发生变化，通过改变浮栅中电荷的分布方式来解决浮栅存储器件的小尺寸限制，这样的新型浮栅存储器件技术可以带了很多优点，其中最显著的一条便是，这种方法对传统浮栅存储器件的工艺过程有着很好的兼容性。 当今传统浮栅存储器件的制造工艺都是采用标准的 艺技术， 而这些新型浮栅存储器件如果能够在原来的标准 艺线上进行制 10 造，那么在生产上可以节约大量成本，继续保持原有的浮栅存储器件的高性价比。 对于 晶硅 /控制氧化硅层 /氮化硅层 /隧穿氧化硅层 /硅基衬底）结构的存储器件，其栅的绝缘层是由控制氧化硅层、氮化硅层和隧穿氧化硅层叠加构成的三明治结构，如图 1示。处于两个氧化硅层中间的氮化硅层中含有大量的陷阱和点缺陷，这些陷阱和缺陷能够捕获电荷，从而使电荷存储在这个氮化硅层中，所以氮化硅层就相当于传统浮栅存储器件的连续浮栅，而氮化硅层周围的二氧化硅层则充当势垒的作用，使存储在氮化硅层中的电荷在没有外加作用力时不会轻易逸出。由于 构的存储器件在工艺制造中，能很好的兼容已有的 艺，所以其在初期受到了很多关注。然而就如连续浮栅存储器件一样， 件也面临着在减小尺寸时，遂 穿氧化层的厚度的限制：太厚不能降低器件尺寸，不能在低电压下完成写入擦除读出操作，不能降低成本，提高速度；太薄却又不能有效的使氮化硅层存储电荷，因为遂穿氧化层很薄时，遂穿势垒很薄，存储的电荷可以通过遂穿回到衬底，并且太薄的遂穿氧化层不能有效的防止氮化硅层到衬底或多晶硅栅的 缺陷通路。基于以上原因， 构的存储器件同样在不断缩小尺寸的趋势前却步。 图 1构的存储器件示意图 在上述的各种限制情况下， S. 1995 年提出并制备了用硅纳米晶体来充当离散浮栅的非挥发性存储器件6。这种结构的存储器件一经提出，便引起了国内外研究机构极大的注意力，从而相继有各种各样的纳米晶体浮栅存储器件被提出并研究。相比于传统的连续浮栅存储器件，纳米晶体浮栅存储器件的浮栅是由大量离散而被固定在氧化硅层中的纳米晶体所构成的。通过在栅极施加电压，让电荷通过遂穿氧化层到达众多纳米晶体中而完成写入操作，或者离开纳米晶体 11 群已完成擦除操作7。纳米晶体浮栅存储器件的结构如图 1示。 图 1纳米晶体浮栅存储器件的结构示意图 纳米晶体浮栅存储器件的独特结构使得其与传统的连续浮栅存储器件相比，具有很多优势8 (a)纳米晶体浮栅存储器件结构是 由连续浮栅存储器件发展而来， 只是浮栅由连续变为离散， 结构变化简单， 制造工艺与标准 艺兼容，生产成本低； (b)离散浮栅是由大量纳米晶体组成的，纳米晶体之间存在着量子效应，包括库伦阻塞效应和量子限制效应，这种量子效应能有效地增加电荷在纳米晶体中的存储时间，从而使得器件的数据保持时间增加； (c)由于浮栅是由离散分布在二氧化硅层中的纳米晶体构成的，存储的电荷也是处于各个纳米晶体中，所以纳米晶体浮栅存储器件的存储电荷不会因为少数纳米晶体有到衬底或栅极的通路就发生失效，即相比连续浮栅存储器件，可以将氧化层降得更加的薄，从而降低了操作电压，提高了写入擦除和读出速度； (d)因为纳米晶体构成的浮栅相比连续浮栅，存储的电荷量更少，所以需要进出浮栅的电荷数量较少，这不但降低了功耗，还能提高遂穿氧化层的质量，增加存储器件的数据保持时间和耐擦写次数；(e)因为纳米晶体离散分布在二氧化硅层中，所以相比连续浮栅存储器件，漏极与浮栅的耦合作用的影响可以降低，这既提高了遂穿氧化层的质量，也可以使得器件进一步减小特征尺寸； (f)另外，纳米晶体浮栅存储器件的诸多特点还使得其具有较好的抗辐照能力，这有利于其在特殊环境，如航天航空中的应用10。鉴于纳米晶体浮栅存储器件所具有的优势和特点，国内外的众多研究机构和半导体制造公司都将注意力投向其的开发研究，已经有很多著名公司制造出了具有商用能力的纳米晶体浮栅存储器，并有大量的报道表明：在不久的将来，纳米晶体浮栅存储器件将会有更大的发展，从而替代当前的传统连续浮栅存储器件，成为非挥发性存储器件的主流。 12 文结构及章节安排 本文对硅纳米晶体浮栅存储器件的工作机理、仿真模拟和试制，以及测试分析进行了较为系统的研究，论文共分为五个章节，具体内容安排如下： 第一章为绪论，简述了论文的研究背景，对存储器的发展、非挥发性存储器类型及各自优缺点进行了讲述。提出了纳米晶体浮栅存储器件是解决传统浮栅存储器件面临的小尺寸限制的有效办法。 第二章对非挥发性存储器件的理论知识进行详述，包括工作机理和可靠性指标参数等；并且对纳米晶体浮栅存储器件所具有的纳米特性进行了分析。 第三章重点在于对纳米晶体浮栅存储器件的模拟仿真，介绍了工艺仿真软件器件仿真软件 件并通过其建立了纳米晶体浮栅存储器件的仿真模型，对其的各种特性进行了模拟分析。 第四章介绍了纳米晶体的制备和用标准 2 m 艺制造纳米晶体浮栅存储器件的过程。 第五章为测试分析部分，即测试所试制的纳米晶体浮栅存储器件，并对其各项参数性能进行分析。 第六章为本论文的结论章节，对本论文相关的所有工作做了简单总结，并为后续的研究做铺垫。 13 第二章 纳米晶体浮栅存储器件的基础理论 对于存储器件的分析，必然包括对其的写入、擦除和读出的方式和性能进行分析。所以本章针对纳米晶体浮栅存储器件，先介绍浮栅存储器件的基础理论和工作机理，包括浮栅存储器件的基本结构和一般工作原理、其栅结构中的电荷运动情况和各种输运机制；然后对浮栅存储器件的可靠性参数进行了讨论，并分析了浮栅存储器件的性能退化现象和原因；最后探讨了纳米晶体浮栅存储器件相对于传统的连续浮栅存储器件的独特之处，主要是与纳米晶体相关的量子理论。 在本章中，无论对于连续还是离散型的浮栅存储器，都是以 N 型场效应晶体管为例，另外连续浮栅以多晶硅浮栅为例，纳米晶体浮栅以硅纳米晶体浮栅为例。 浮栅存储器件的工作机理 浮栅存储器件基本结构和读出原理 在前面一章我们讨论了各种非挥发性存储器件，其中的连续浮栅存储器件作为现今非挥发性存储器件的主流类型，在生产成本、单位面积容量，以及工作电压和功耗等方面有着很大的优势。连续浮栅存储器件的结构如图 1示，在衬底和多晶硅控制栅（ 间的二氧化硅层中，存在这一层连续的多晶硅，这层多晶硅被称为浮栅（ ；而在浮栅和衬底之间存在的一层薄二氧化硅层，称为遂穿氧化层（ ；在浮栅与多晶硅控制栅之间的二氧化硅层为控制氧化层（ 。遂穿氧化层的厚度通常在 811 围，而控制氧化层的厚度一般大于 20 就是说控制氧化层的厚度大于遂穿氧化层。通过在多晶硅栅极施加一定大小的正电压，可以使得衬底的电子在电场的作