Studi Elektrostatik Elektroda Runcing dan Aplikasinya pada Perangkat Floating Gate Memory

Abstract

Pada penelitian ini, potensial elektrostatik dari struktur floating gate runcing dalam sel memori split gate dipelajari secara analitik dan numerik. Penelitian ini bertujuan memberikan pendekatan sederhana untuk mempelajari diagram pita energi pada perangkat memori. Diagram energi yang dihasilkan dapat digunakan untuk mempelajari transmitansi elektron dan rapat arus terobosan. Pada studi ini, floating gate runcing dimodelkan sebagai elektroda berbentuk segitiga. Profil potensial elektrostatik elektroda segitiga ini dihitung secara analitik dengan menyelesaikan nilai batas dari persamaan Laplace dalam koordinat polar. Profil potensial dari perhitungan analitik ini lalu dibandingkan dengan profil potensial dari simulasi numerik. Dari hasil perhitungan diperoleh bahwa profil diagram energi yang dihitung secara analitik cukup sesuai dengan yang diperoleh dari simulasi numerik. Adapun terdapat sedikit perbedaan antara profil diagram pita analitik dan numerik dikarenakan elektroda segitiga diasumsikan terbuat dari logam sehingga pembentukan sumur kuantum pada permukaan floating gate diabaikan. Dari hasil permodelan analitik diperoleh bahwa sumur kuantum yang terbentuk pada tegangan sekitar 10 V (sesuai dengan tegangan hapus perangkat memori flash) adalah cukup dangkal, sehingga profil potensial yang terbentuk menjadi sangat mendekati hasil simulasi numerik. Dari hasil perhitungan diperoleh pula bahwa rapat arus terobosan yang dihitung menggunakan model kami memberikan hasil yang sangat dekat dengan hasil perhitungan dari model injektor silinder yang digunakan oleh peneliti dari Silicon Storage Technology (SST) sebagai produsen produk flash memory dengan floating gate berbentuk runcing.