NBTIとAHTOL試験により生じたV<sub>T</sub>とV<sub>min</sub>挙動の特性評価による成熟したプロセス可能性と製造性

PARK Jongwoo; HA Sungmok; LIM Sunme; YOO Jae-Yoon; PARK Junkyun; BAE Kidan; KIM Gunrae; KIM Min; KIM Yongshik

文献

J-GLOBAL ID：201002221488680314 整理番号：10A0924536

NBTIとAHTOL試験により生じたV_TとV_min挙動の特性評価による成熟したプロセス可能性と製造性

MATURE PROCESSABILITY AND MANUFACTURABILITY BY CHARACTERIZING V_T AND V_MIN BEHAVIORS INDUCED BY NBTI AND AHTOL TEST

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資料名：
巻： 2010 Vol.1 ページ： 104-110 発行年： 2010年
JST資料番号： A0631A ISSN： 1541-7026 資料種別：会議録 (C)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

負バイアス温度不安定性(NBTI)と加速高温動作寿命(AHTOL)試験により生じた,薄型酸化膜pMOSFET(~20Å)とSRAMのしきい値電圧(V_T)と最小動作電圧(V_min)シフトを明らかにすることによる,技術の実用化可能性と認定のために必要である体系的信頼性評価を提案した。ゲート酸窒化用に用いた拡大パルス無線周波数(eprf)方法のデユーテイサイクルを変えることにより,NBTIとAHTOLストレス試験により生じた,pMOSFETとSRAMのV_TとV_minのシフトへのSiO₂/Si界面での窒素濃度と分布の効果について調べた。2次イオン質量分光法(SIMS)と高分解能ラザフォード後方散乱分光計(H-RBS)によるその窒素濃度と分布の評価および把握が,特にフロントエンド工程(FEOL)プロセスによるNBTI誘起pMOSFETのV_Tシフトを調べるのに不可欠である。10%のeprfにより得た低界面窒素濃度が,20%のeprfと比較して,NBTI信頼性に有効であることがわかった。AHTOL試験中NBTI支配6T SRAMのプルアップ(PU)トランジスタ間のV_T不整合に起因した,V_minシフトを示すSRAM性能に関する回路レベル信頼性にこの有効性をさらに拡張可能である。V_minシフト挙動は,書込みマージン(WM)より読出しマージン(RM)と良く一致することを経験的に示した。さらに,V_min安定性はγ値と関係し,WMに比例した。また,WMを向上するため,PUサイズを増すことにより,安定化したV_minドリフトを得ることがわかった。先端技術プロセスではpMOSFETのNBTI V_TシフトとSRAMのV_min不安定性が重大な信頼性問題であるが,これらの基本現象は効果的に制御可能である。最後に,pMOSFETのNBTI V_TとSRAMのV_min特性の評価に基づき,FEOLプロセス最適化とSRAMビットセル設計方法から成熟したプロセス可能性と製造性を得ることができた。

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トランジスタ

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NBTIとAHTOL試験により生じたVTとVmin挙動の特性評価による成熟したプロセス可能性と製造性

NBTIとAHTOL試験により生じたV_TとV_min挙動の特性評価による成熟したプロセス可能性と製造性