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氮氧化硅栅极氧化介电层主要是通过对预先形成的SiO2薄膜进行氮掺杂或氮化处理得到的，氮化的工艺主要有热处理氮化（thermal nitridation）和化学或物理沉积（chemical or physical deposition）两种。早期的氮氧化硅栅极氧化层的制备是用炉管或单一晶片的热处理反应室来形成氧化膜，然后再对形成的二氧化硅进行原位或非原位的热处理氮化，氮化的气体为N2O、NO或...

作为栅极氧化介电层从纯二氧化硅到 HfO，ZrO2等系列高介电常数薄膜的过渡材料，氮氧化硅为 CMOS技术从 0.18μm演进到45nm世代发挥了重要作用。时至今日，其技术不管是从设备、工艺、整合还是表征，都越来越成熟，越来越完善。之所以用氮氧化硅来作为栅极氧化介电层，一方面是因为跟二氧化硅比，氮氧化硅具有较高的介电常数，在相同的等效二氧化硅厚度下，其栅极漏电流会大大降低（见图4.1）；另一...

氧化硅薄膜和氮化硅薄膜是两种在CMOS工艺中广泛使用的介电层薄膜。氧化硅薄膜可以通过热氧化（thermal oxidation）、化学气相沉积（chemical vapor deposition）和原于层沉积法（Atomic Layer Deposition, ALD）的方法获得。如果按照压力来区分的话，热氧化一般为常压氧化工艺，常见的机器有多片垂直氧化炉管（oxide furnace，TE...

现有的晶体管都是基于 PN 结或肖特基势垒结而构建的。在未来的几年里，随着CMOS制造技术的进步，器件的沟道长度将小于 10nm。在这么短的距离内，为使器件能够工作，将采用非常高的掺杂浓度梯度。进入纳米领域，常规 CMOS 器件所面临的许多问题都与PN结相关。传统的按比例缩小将不再继续通过制造更小的晶体管而达到器件性能的提高。半导体工业界正努力从器件几何形状、结构以及材料方面寻求新的解决方案...

CIS 英文全名 CMOS （Complementary Metal-Oxide Semiconductor） Image Sensor，中文意思是互补性金属氧化物半导体图像传感器。CMOS 图像传感器虽然与传统的 CMOS电路的用途不同，但整个晶圆制造环节基本上仍采用CMOS工艺，只是将纯粹逻辑运算功能变为接收外界光线后转变为电信号并传递出去，因而具有CMOS 的基本特点和优势。不同于被动...

自1984年日本东芝公司提出快速闪存存储器的概念以来，平面闪存技术经历了长达30年的快速发展时期。一方面，为了降低成本，存储单元的尺寸持续缩小。但随着闪存技术进入1xnm 技术节点，闪存单元的耐久性和数据保持特性急剧退化，存储单元之间的耦合不断增大，工艺稳定性和良率控制问题一直无法得到有效解决，从而从技术上限制了闪存单元的进一步按比例缩小。另一方面，代替传统的浮栅闪存存储器，通过按比例缩小的...

磁性隧道结（MJT），通常是2层铁磁层夹着一层薄绝缘壁垒层，显示出双稳定态的隧穿磁电阻（TMR），作为MRAM 中的存储单元。TMR是由于“自由”的铁磁层相对于“固定”层自旋平行或反平行而产生的。CoFeB/MgO/CoFeB结构的MTJ可以产生高达约500%的 TMR比率（也就是说约5倍于传统基于 AI-O 的MIJT）。典型的 MRAM单元有1T-1MJT（即一个MJT 垂直在一个MOS...

双稳定态电阻开关效应被发现存在于钙钛矿氧化物（如 SrTiO3，SrZrO3（SZO），PCMO, PZTO）、过渡金属氧化物（如Ni-O,Cu-O, W-O, TiON,Zr-O,Fe-O）、固体电解质甚至聚合物中。开关机制（而不是结构相变）主要基于导电纤维的生长和破裂，这与金属离子、O离子/空穴、去氧化、电子俘获/反俘获（mott 过渡）、高场介电击穿和热效应有关。RRAM 单元主要包括...

相变存储器顺利 朝向低操作电压、高编程速度、低功耗、廉价和高寿（108～1014）的方向发展，这种技术有望在未来取代NOR/NAND 甚至是DRAM。相变存储器最常见的材料是在“蘑菇”形单元（见图3.23）中的带有掺杂（一些N和 O）的GST 硫化物合金（一种介于 GeTe 和Sb2Te3之间的伪二元化合物）。减小单元结构中用于转换无定形（高阻）和晶化（低阻）状态的底部加热器尺寸和材料的临界...

FeRAM基于电容中的铁电极化，（相对于传统的浮栅闪存）有低功耗、低操作电压（1V）、高写寿命（1012）和编程快（＜100ns）等优点。铁电 MiM 电容（见图3.21）可与后端制程（BEOL）集成，电容被完全封闭起来（避免由磁场强度引起的退化）。铁电电容的工艺流程如图3.22所示。FeRAM 中研究最多的材料是 PZT （PbZrxTixO3），SBT（SrBi2Ta2O9），BTO （...