Die vorliegende Arbeit befasst sich mit NROM als nichtflüchtigem Speichermedium. Es handelt sich hierbei um eine Technologie, die auf der lokalisierten Ladungsspeicherung in Nitrid basiert. Hierdurch wird es im Gegensatz zur herkömmlichen Floating Gate Technologie möglich, zwei physikalisch voneinander getrennte Bits in einer Zelle zu speichern. Zudem baut NROM auf einem normalen CMOS Prozess auf und somit aus prozesstechnischer Sicht auf weitgehend bekannten und produktionstauglichen Verfahren. Es wird detailliert auf zwei Zell-Konzepte für NROM eingegangen. Zuerst wird ein bereits aus der Literatur bekanntes, konventionelles Modell dargestellt und bewertet. Danach wird ein neuartiges Konzept vorgestellt und besprochen. Es handelt sich um das erste Konzept mit shallow trench isolated (STI) NROM-Zellen. Die Änderungen und neuen Möglichkeiten, die sich durch dieses Konzept ergeben, werden beleuchtet. Es zeigt sich ein deutlich höheres Miniaturisierungspotential im Vergleich mit bisherigen Konzepten. Neben der Behandlung dieser beiden Konzepte werden wesentliche Eigenschaften für die NROM-Zelle untersucht, Trap-Eigenschaften des Nitrids im ONO-Stapel und Modelle, die den Ladungsverlust erklären. Bei letzterem wird für die weitere Arbeit ein Modell gewählt, das auf der lateralen Bewegung von Ladungsträgern beruht, da dieses am besten mit den Messergebnissen in Einklang steht. Zudem wird gezeigt, dass sich eine programmierte NROM-Zelle durch ein Zwei-Transistor-Modell beschreiben lässt. Einen wesentlichen Teil der Arbeit bildet die experimentelle Evaluierung von STI-begrenzten NROM-Zellen. Es wird eine Vielzahl von Messergebnissen vorgestellt. Dies geschieht, um die Bedeutung von Einflussparametern, wie z.B. Kanallänge und -weite, herauszuarbeiten. Desweiteren wird zum ersten Mal gezeigt, dass programmierte NROM-Zellen eine erhöhte Temperatursensitivität der Einsatzspannung gegenüber nicht programmierten Zellen aufweisen. Das Fazit aller Messungen ist, dass die STI-begrenzte NROM-Speicherzelle funktionstüchtig ist. Sie eröffnet somit eine neue Zukunftsperspektive für die NROM-Technologie. Darüber hinaus wird ein neuer Multilevel-Betrieb für NROM vorgestellt. Durch das neuartige Betriebsschema kann die Einsatzspannungsdifferenz zwischen den beiden Seiten in einer Zelle gering gehalten werden. Das Nebensprechen in der Zelle wird zur Verbesserung der Informationshaltung ausgenutzt, es ist nicht länger ein unerwünschter Störmechanismus. Die Vorteile werden experimentell für zwei Bits pro Zelle nachgewiesen. Das Nebensprechen wird als Hindernis für die weitere Miniaturisierung von NROM überwunden. Darüber hinaus macht der neue Betrieb NROM multilevel tauglich. Die Funktionstauglichkeit wird am Beispiel von drei Bits pro Zelle nachgewiesen.     «

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit NROM als nichtflüchtigem Speichermedium. Es handelt sich hierbei um eine Technologie, die auf der lokalisierten Ladungsspeicherung in Nitrid basiert. Hierdurch wird es im Gegensatz zur herkömmlichen Floating Gate Technologie möglich, zwei physikalisch voneinander getrennte Bits in einer Zelle zu speichern. Zudem baut NROM auf einem normalen CMOS Prozess auf und somit aus prozesstechnischer Sicht auf weitgehend bekannten und produktionstauglichen Verfahren....     »

This thesis deals with NROM as media for non-volatile memory cells. This technology is based on localized charge storage in a thin nitride layer. By this means it is possible to store two physically separated charge packages and thus two bits within one NROM cell. This is an advantage in comparison to the conventional floating gate technology. Furthermore NROM is based on a standard CMOS process which gives cost and production advantages. Two NROM cell concepts are studied in detail within this work. First one known NROM concept is described and evaluated. Then a new concept featuring a shallow trench isolated (STI) NROM cell is described. The new aspects and possibilities of this cell concept are illustrated. The STI concept shows a better shrinkability compared to the conventional NROM concept. Besides these two concepts essential properties for NROM are studied, such as trap properties of nitride in the oxide-nitride-oxide stack. A model based on lateral charge movement to explain threshold voltage shifts for NROM is chosen, because it fits best to all experimental findings. It is shown that a programmed NROM cell can be modelled by a two-transistor-model. An important part of this thesis is the experimental evaluation of STI NROM cells. A large variety of measurements has been conducted. This has been done to show the importance of certain parameters such as channel length on channel width. Furthermore it is shown for the first time that programmed cells exhibit a stronger temperature sensitivity compared to not programmed ones. The results of all these measurements are that the STI NROM cell is fully functional. This gives a new perspective for the NROM technology. Furthermore a new multilevel operation scheme for NROM is proposed. By this scheme the threshold voltage difference within one cell can be caped small. Thus the crosstalk within one cell is eliminated as a reason for data corruption and as a road block for further shrinking the channel length. It is experimentally shown that this improves the information storage for two bits per cell. Last the full functionality for three bits per cell is proven.     «

This thesis deals with NROM as media for non-volatile memory cells. This technology is based on localized charge storage in a thin nitride layer. By this means it is possible to store two physically separated charge packages and thus two bits within one NROM cell. This is an advantage in comparison to the conventional floating gate technology. Furthermore NROM is based on a standard CMOS process which gives cost and production advantages. Two NROM cell concepts are studied in detail within this...     »