单次写入多次读取记忆体及其制造方法

摘要

一种单次写入多次读取（Write-Once-Read-Many-times, WORM）记忆体及其制造方法，主要系由连续沉积之Al2O3/Si/Ge/Al2O3与一随后之退火制程形成嵌入Al2O3之SiGe奈米晶体结构，并通过透射电子显微镜（TEM）与能量散布分析仪（EDS）所确认。通过应用-10V/1s脉冲，从Si基板注入大量之电洞将被储存在SiGe奈米晶体中，结果相较初始状态，其电流在+1.5 V可增加104倍。即使以一个较小-5V/1μs脉冲，仍可获得一个足够大之电流比为36，验证可低功耗操作。由于电洞存储在奈米晶体中经由Al2O3从Si基板隔离而具有良好之完整性且相当于在Al2O3一大价带之补偿，理想之读取寿命能力可达105次与超过100年之优秀持久性。结合这些很有前景之特性，WORM记忆体装置系适用于高性能归档储存应用。

主权项

一种单次写入多次读取记忆体之制造方法，系至少包含下列步骤：（Ａ）系提供一基板，作为下电极；（Ｂ）于该基板上沉积一第一氧化层；（Ｃ）于该第一氧化层上沉积至少一以上之矽/锗（Si/Ge）层；（Ｄ）于该至少一以上之Si/Ge层上沉积一第二氧化层；（Ｅ）进行一快速热退火（Rapid Thermal Annealing, RTA）制程，以氮气（N2）稀释氧气（O2），于600～800°C下反应80～100秒（s）后使该Si/Ge层形成一嵌入在该第一、二氧化层中之矽锗奈米晶体结构（SiGe nanocrystals）；以及（Ｆ）于该第二氧化层上沉积一导电层作为上电极。