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기 술 명
저온 고압 열처리를 이용한 비휘발성 메모리 제조방법
연 구 자
황현상(신소재공학부)
등록번호
10-0942343-00-00
출원번호
10-2008-0010143
문 의 처
문희곤062-715-3077hgmoon@gist.ac.kr
발명정보

저온 고압 열처리를 이용한 비휘발성 메모리의 제조방법이 개시된다. 비휘발성 메모리를 구성하는 게이트 구조물의 형성시에 2단계의 열처리가 수행된다. 2단계의 열처리는 고유전율 절연막들 간의 계면 결함 및 내부 결함을 치유한다. 또한, 2단계의 열처리는 고유전율 절연막과 다른 절연막 사이의 계면 결함 및 내부 결함도 치유한다. 이러한 2단계의 열처리는 고온 열처리와 저온 고압 열처리로 구성된다. 특히, 저온 고압 열처리 과정에서는 플로린 가스 또는 플로린을 포함한 가스를 이용한다. 2단계의 열처리를 거친 비휘발성 메모리는 특히 계면 결함의 치유에 의해 메모리의 프로그램, 읽기 및 소거 특성을 향상시킬 수 있다.

발명효과

본 발명에 따를 경우, 본 발명에 의해 제조된 비휘발성 메모리 소자는 블로킹 유전막 내에 있는 트랩들이 제거됨으로서 전기적인 히스테리시스(hysteresis) 현상이 줄어든다. 또한 높은 전압의 지우기 동작조건에서 블로킹 효율이 개선되어 소거포화레벨(erase saturation level)이 더 내려간다. 더불어 전하보전성을 측정한 결과 블로킹 유전막의 트랩 감소에 기인하여 전하누설 비율이 현저히 줄어든다. 상기와 같은 특성에 따라 비휘발성 메모리의 프로그램, 읽기 및 소거 특성이 향상되는 효과를 가진다.

대표청구항

반도체 기판 상에 열산화막으로 터널링 유전막을 형성하는 단계; 상기 터널링 유전막 상부에 질화막을 형성하는 단계; 및 상기 질화막 상부에 고유전율(high-k)의 유전체로 블로킹 유전막을 형성하여 게이트 구조물을 형성하는 단계; 상기 게이트 구조물에 대하여 800℃ 이상의 온도에서 열처리를 수행하는 단계; 및 상기 열처리 이후에, 비활성 기체 분위기에서 순수한 플로린 또는 플로린을 포함한 가스를 0.01 내지 10%의 농도로 공급하면서 600℃ 이하의 온도 및 2 기압 이상에서 상기 게이트 구조물에 대하여 열처리를 수행하는 단계를 포함하는 비휘발성 메모리의 제조방법.