走査型非線形誘電率顕微鏡法によるMONOS型メモリのVth分布観察

摘要

In flash memory, both the "1" and "0" states are stored by changing the threshold voltage (Vth) of the transistor, where the Vth shifts are induced by stored charges. The metal-SiO2-SiN-SiO2-semiconductors (MONOS) memory stores charges in the SiN film of the gate SiO_2-SiN-SiO_2 (ONO) film. By using a scanning nonlinear dielectric microscopy (SNDM), we have succeeded in the identification of the charges (electrons and holes) concentrated areas in the ONO gate film in high-resolution. In the MONOS flash memory; we also succeeded in visualizing the Vth distribution of cell transistors by detecting a DC-biased SNDM signal. Thus, it is expected that SNDM will be an effective method for analyzing the semiconductor devices.%フラッシュメモリは注入電荷を利用してセルトランジスタの聞値電圧を変化させることでメモリ素子として動作させるため，電荷の蓄積位置を明らかにすることは重要である．この電荷の可視化手段として，マイクロ波顕微鏡技術の一種である非線形誘電率顕微鏡法（Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy：SNDM）はきわめて有効な手段である．このSNDMを応用したMetal-SiO_2-SiN-SiO_2-Semiconductors（MONOS）型メモリの蓄積電荷の可視化に関して報告する．まずSNDMにより，どのように固定電荷の電子とホールを検出することができるかを説明する．さらにこの方法を発展させ，DCバイアスを印加しながら測定することでセルTrのVth分布やProgram Disturbにかかわる電荷の再分布などの情報が得られことを示す．この技術はデバイス解析に大きく寄与すると期待できる．