為了得到操作電壓較小、速度較快的記憶體元件，我們改善現今的非揮發性記憶體，使用奈米點取代浮停閘元件，使得穿隧氧化層大大的縮小，進而得到操作電壓小、密度高、速度快的非揮發性記憶體。
我們製作一個NiSi2奈米點記憶體元件，從溫度1.2K至300K，對樣品做電壓-5V到5V正反二個方向的掃描，並且量測其漏電流的大小。
我們比較各溫度的V-I 曲線，在穿隧氧化層為2nm HfO2/1nm SiO2 的樣品，溫度30K到100K，漏電流在50K到60K時較大，在穿隧氧化層為3nm SiO2 的樣品，80K時的漏電流較100K與120K大，因此我們發現在這溫度區間漏電流的趨勢是非常奇特的現象

In order to obtain memory devices with a lower operating voltages、better endurance and retention ,we use nano-dot to replace floating-gate and narrow the thickness of tunnel-oxide to modify the nonvolatile memory device we are now using. These allow the nonvolatile memory device produced in higher density、operated in lower voltage and program in faster speed.
In this study, we have fabricated a nano-dot memory device with NiSi2 .The temperature-dependent leakage current has been measured with the voltage bias swept from -5V to 5V on the outer gate electrode as temperature from 1.2K to 300K.The results from the V-I curve show that the sample with tunnel-oxide layer of 2nm HfO2/1nm SiO2 have a larger leakage current during 50K to 60K when temperature measured from 30K to 100K. And the leakage current is larger in 80K than in 100K to 120K when the tunnel-oxide layer is of 3nm SiO2 . Therefore we have discovered the unique phenomena of leakage current in the temperature from 1.2K to 300K.

第一章 簡介
1-1 前言…………………………………………………………… 1
1-2 非揮發性記憶體元件………………………………………… 4
1-3 奈米點記憶體元件…………………………………………… 6
1-4 樣品的製備………………………………………………………7
第二章 實驗儀器
2-1 杜瓦瓶的主要構造及功能…………………………………… 11
2-2 Helium 3 Insert ……………………………………………… 15
2-3 Helium 4 Insert……………………………………………… 18
2-4 實驗室管路配置……………………………………………… 19
第三章 實驗步驟
3-1 預備工作……………………………………………………… 22
3-1-1 檢查所有實驗儀器……………………………………… 22
3-1-2 抽真空夾層……………………………………………… 23
3-1-3 抽液氦傳輸管(transfer tube)……………………… 24
3-1-4 Insert 的準備…………………………………………… 25
3-2 預冷(precooling)…………………………………………… 27
3-2-1 淨化針閥(Purge Needle Value)…………………………27
3-2-2 傳輸液氮至液氮層……………………………………… 30
3-3 傳輸液氦(Transfer Liquid Helium)……………………… 31
3-3-1 清空液氦層的液氮……………………………………… 31
3-3-2 檢查針閥………………………………………………… 32
3-3-3 傳輸液氦至液氦層……………………………………… 32
3-4 樣品層的降溫與變溫………………………………………… 37
3-4-1 樣品層降溫……………………………………………… 37
3-4-2 樣品層的變溫量測……………………………………… 38
3-5 執行電腦程式作量測………………………………………… 41
3-5-1 SdH量測…………………………………………………… 41
3-5-2 QHE量測…………………………………………………… 42
3-5-3 Rxx及RH量測……………………………………………… 43
3-5-4 V-I量測……………………………………………………44
3-5-5 變溫的量測…………………………………………………51
3-5-6 照光的量測…………………………………………………51
3-6 SdH 實驗量測實驗結束工作………………………………… 52
3-6-1 更換樣品的工作………………………………………… 52
3-6-2 結束SdH 實驗量測……………………………………… 55
3-7 Helium 4 Insert 量測系統……………………………… 56
第四章 理論部份
4-1 3He系統降溫原理…………………………………… 57
4-2 浮停閘元件……………………………………………… 58
第五章 實驗步驟及儀器操作原理
第一部份 穿隧氧化層為2nm HfO2/1nm SiO2的樣品
5-1 奈米點記憶體的傳輸機制…………………………………… 61 5-2 穿隧機制……………………………………………………… 64
5-3 V-I量測的分析…………………………………………… 66
第二部份 穿隧氧化層為3nmSiO2的樣品
5-4 穿隧機制……………………………………………………… 73
5-5 V-I量測的分析……………………………………………… 74
第六章 結論…………………………………………………………… 77
References…………………………………………………………… 79

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2 Hong Xiao, 半導體製程技術導論
3 P. H. Yeh, L. J. Chen, P. T. Liu, and T. C. Chang, J. Nanosci.
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4 姚文醮 “AlGaN/GaN量子井二維電子氣在低溫高磁場下的傳導研究” 中山大學物理系碩士 論文
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