30nm FDSOI技術によるスケーリングを用いたhigh-κ/金属ゲート積層のV<sub>T</sub>安定性に関する新見解

BRUNET L.; BRUNET L.; GARROS X.; CASSE M.; WEBER O.; ANDRIEU F.; FENOUILLET-BERANGER C.; PERREAU P.; MARTIN F.; CHARBONNIER M.; LAFOND D.; GAUMER C.; LHOSTIS S.; VIDAL V.; BREVARD L.; TOSTI L.; DENORME S.; BARNOLA S.; DAMLENCOURT J. F.; LOUP V.; REIMBOLD G.; BOULANGER F.; FAYNOT O.; BRAVAIX A.

文献

J-GLOBAL ID：201002282977805617 整理番号：10A1118988

30nm FDSOI技術によるスケーリングを用いたhigh-κ/金属ゲート積層のV_T安定性に関する新見解

New Insight on V_T stability of HK/MG stacks with scaling in 30nm FDSOI technology

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Digest of Technical Papers. Symposium on VLSI Technology (Digest of Technical Papers. Symposium on VLSI Technology)

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巻： 2010 ページ： 23-24 発行年： 2010年
JST資料番号： A0035B ISSN： 0743-1562 資料種別：会議録 (C)
記事区分：短報発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

抄録/ポイント：

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ゲートファースト集積化方法により,最小30nmゲート長の完全空乏化シリコン-オン-絶縁膜(FDSOI)トランジスタを300mm SOIウエハ上に作製した。HfO₂とHfZrOなどの結晶化high-κ(高誘電率)(HK)誘電膜は,素子幅(W)を80nmに縮小するとともに,最大230mVの大しきい値電圧(V_T)不安定性を生じることを示した。これは,狭幅トランジスタの仕事関数を主に変化する,望ましくないスペーサ中横方向酸素拡散により説明できた。詳細な電気的と物理的特性評価結果,このスペーサ中酸素の横方向拡散の制御不能により,V_T不安定性は,明らかに金属仕事関数の変化と関係があることを示した。アモルファスHfSiO(N)酸化膜は,このHK層の異なる結晶性により,この効果に対し非常に優れたロバスト性を示した。さらに,ゲート積層中へのAl導入により,そのゲート積層はV_T安定性を殆ど変化しないことを示した。

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