The nonvolatile memory using nanocrystals formed by wet etching along poly-si grain boundaries, which is reported for the first time, has been fabricated, Uniform, small-sized, and high-density nanocrystals has been fabricated. The size of the nanocrystals obtained by this method was less than 10nm. We obtained good memory characteristics including threshold voltage shift of about 0.51 V when the gate voltage of 5 V was applied, good retention characteristics up to ＄10^4＄ seconds after programming with 10 V, and good endurance up to ＄10^4＄ cycles. And we also have obtained two peaks in gate current and threshold voltage shift in C-V measurement in the MOS structure, which support the programming of electrons from channel into the nanocrystals. These fast and low voltage programming and good nonvolatility characteristics support the nanocrystal memory as the most promising candidate of post giga-bit EEPROM in the future.
나노 크리스탈을 이용한 메모리는 빠르고 낮은 전압 동작 특성, 간단한 메모리 셀 구조, 뛰어난 비휘발성 특성 등으로 인해 향후 기가비트 급 이이피롬 EEPROM 을 구현하는데 가장 적합한 소자로 알려져 있다. 이런 좋은 메모리 특성을 구현하기 위해서는 나노 크리스탈 플로팅 게이트 nanocrystal floating gate를 균일하고 재현성있게 제작하는 것이 무엇보다 중요하다. 이미 증착법, 이온 주입법 등을 이용한 나노 크리스탈 제작방법이 제안된 바 있으나 이 방법들은 적합한 크기의 나노 크리스탈을 얻기 위해 필요한 조건들이 매우 까다로워 구현하기 힘든 애로사항이 있다.
본 논문에서는 위의 방법들보다 더 쉽고 간단한 습식식각을 이용한 나노 크리스탈 형성법을 처음으로 제안하고 이 방법에 의해 직접 나노 크리스탈 메모리를 제작하였다. 제안된 방법으로 형성된 나노 크리스탈의 크기는 대략 10nm 안팎이었으며 제작된 메모리 소자는 게이트 gate 전압을 5V 까지 인가했을 때 약 0.51V 정도 문턱전압을 증가시킴으로써 좋은 메모리 특성을 보여 주었다. 이 밖에도 ＄10^4＄초 이상의 전하보존(retention) 특성과 ＄10^4＄번 이상 쓰고 지워도 메모리 특성이 유지되는 내구성 (endurance) 특성을 얻었다. 이상에서 얻은 결과는 향후 이 나노크리스탈 메모리가 기가비트 급 이이피롬 EEPROM에 적용 가능한 메모리임을 입증하는 결과라 할 수 있다.
