Abstract
我們知道，利用電荷儲存於材料氮化矽(Si3N4)來當作非揮發性半導體記憶元件之研究已經行之有年了。近年來，這個技術與掃瞄探針顯微術(Scanning Probe Microscopy， SPM)結合在一起，而且多半是應用在氮化矽-氧化矽-矽(Si3N4-SiO2-Si，NOS)的結構上。當脈衝電壓加入到樣品或探針時，電荷會穿過氧化層而侷限於氮化層，而這樣的系統再加以應用，就可以拿來當作高密度的資料儲存元件。本論文主要是利用SPM家族中的其中一支-靜電力顯微鏡(EFM)作為分析的工具，在Si3N4及NOS的材料上利用接觸式與非接觸式顯微鏡微影術使電荷及離子束縛在氧化物下層。再將樣品在不同的溫度下加熱來趕走其中的離子，來估計其侷限於該材料的束縛能(trapping energy)，這樣的元件其Life time可達數十年之久。另一方面，與高真空的實驗環境結合，可在不產生電化學反應的情況下打入正負電荷，加上逆向電壓時也能夠做移除的動作，同時我們也嘗試去分析其電荷儲存之機制。並且也有比較不同探針其靜電力訊號與物理行為的差異。最後一個主題討論的是氧化物電性分析。在實驗中觀察到氧化物存有兩種以上的電荷，嘗試利用加熱造成訊號的衰減進而分析某些物理特性(如束縛能Et、脫離頻率A等..)，雖然在本論文中仍缺乏強而有力的證據來確定出電荷之種類，不過已經完成某一定程度上的定性與定量的結果，相信不久必能有確切的答案。靜電力顯微鏡(EFM)具有靈活的操作性與優越的解析度，有朝一日必能廣泛地應用在電性分析與研發上。