Abstract
在本論文中，針對新架構的SONOS快閃記憶體元件採用兩步驟電漿乾式蝕刻（CDC）或傳統HF濕蝕刻等不同的矽基座前處理條件，搭配氮化矽層一階段或兩階段的快速熱處理製程來探討記憶體元件的初始特性及可靠度分析。基於電漿乾蝕刻較少交互污染及因應元件尺寸縮小（Scale Down）的需求，我們想出利用兩階段的電漿乾式蝕刻來取代傳統上利用HF來去除犧牲氧化層的方式，改用此乾蝕刻方式來去除犧牲氧化層。同時為求對於記憶體元件電荷保持力（Retention）的改進，所以我們對於氮化矽層進行一階段或兩階段的快速熱處理製程以改良電荷保持力的特性。當矽基座表面在經過CDC兩步驟的乾式蝕刻前處理後，表現出比傳統HF前處理製程更快的操作速度，以及更穩定的操作狀況，明顯的提升了元件的速度及穩定性。但是我們也發現CDC兩步驟前處理的電荷保持力遠不如傳統HF前處理製程，在這一方面可能是和CDC兩步驟處理的製程中，未能完全去除表面正電荷損害層有關，再進一步的延長蝕刻時間應當能夠解決此問題。而氮化矽層在經過只有一階段850℃/15sec的快速熱處理氧化製程後，表現出較低的操作電壓，且擁有更快的操作速度，僅在電荷保持力的部分稍微差了點。所以對氮化矽層進行一階段850℃/15sec的快速熱處理氧化製程較為適當，再多的熱處理製程對元件的電荷保持力增強有限，反而會使元件的記憶體特性下降。