90nm快闪存储器数据保持特性研究

摘要

数据保持特性是90纳米快闪存储器的一个非常重要的性能指标，它的性能直接影响到器件的成品率和可靠性。 提高数据保持特性的关键是要尽量减少存储单元器件的漏电流。本文研究了Cu后段互连工艺对数据保持特性影响的几个关键工艺步骤，结果发现对氟硅玻璃蚀刻后清洗剂的正确选择和增加合金化热预算可以有效的减少器件的漏电流，提升数据保持特性；而化学机械抛光和介电层材料的改变可以提高数据保持特性，但也引入一些不利后果。 1．对氟硅玻璃蚀刻后清洗剂的选择对数据保持特性的影响。选择恰当的清洗剂能有效地去除残留在介电层上金属图形侧壁的蚀刻副产物和光阻残余，减少由于蚀刻副产物和光阻残余的存在导致Cu和介电层接触面上的缺陷而产生引起的Cu的扩散，而Cu的扩散会引起漏电流。实验结果显示选择恰当的清洗剂能使同一组经过老化实验的器件Vt的下降减少60mv以上，相应的良率损失从10％左右降低到小于1％。 2．增加合金化热预算来改善数据保持特性。由于漏电流由隧穿氧化层中的缺陷和浮栅与控制栅附近的介电层中所存在的缺陷引发，所以研究了通过增加热制程来减少漏电流的方法。结果显示无论是增加热制程的次数还是增加单个制程本身的热预算都有利于减少器件Vt的下降。 3．化学机械抛光金属平坦化的工艺时间及介电层的材料选择与数据保持特性的关系。结果显示增加金属平坦化时间和介电层材料的替换可以改善数据保持特性，但导致金属电阻阻值上升和介电层材料的K值的提高。 恰当的清洗剂选择和增加合金化热预算这两项研究结果改善了90纳米快闪存储器的数据保持特性，并成功地应用在实际的生产工艺线上。

目录

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摘要

第一章绪论

1.1集成电路的发展趋势

1.2半导体存储器的分类

1.3非挥发性存储器

1.4后段制程的Cu互连工艺

第二章快闪记忆体的数据保持特性

2.1快闪记忆体的数据保持问题

2.2快闪记忆体的数据保持问题形成的机理和常见的解决方法

2.3快闪记忆体的数据保持的测试方法

第三章问题的提出及初步解决方案

第四章Cu后段制程的优化实验及对数据保持的影响

4.1通过金属图形氟硅玻璃蚀刻后清洗剂的调整来改善数据保持特性

4.2通过增加合金化热预算来改善数据保持特性

4.3通过改变介电层的材料改善数据保持特性

4.4通过改变Cu CMP的时间改善数据保持特性

第五章金属联线不同工艺条件电性测试比较

第六章总结

结束语

参考文献