90 nm pMOSFET脱耦等离子体制备氮氧化硅的负偏压温度失稳性

MOSFET器件继续微缩则闸极氧化层厚度将持续减小,在0.13μm的技术闸极二氧化硅的厚度必须小于2 nm,然而如此薄的氧化层直接穿透电流造成了明显的漏电流.为了降低漏电流,二氧化硅导入高浓度的氮如脱耦等离子体氮化制备氮氧化硅受到高度重视.然而,脱耦等离子体氮化制备氮氧化硅的一项顾虑是pMOSFET负偏压温度的失稳性.在此研究里测量了脱耦等离子体氮化制备氮氧化硅pMOSFET负偏压温度失稳性,并且和传统的二氧化硅闸电极比较,厚度1.5 nm的脱耦等离子体氮化制备氮氧化硅pMOSFET和厚度1.3 nm的二氧化硅pMOSFET经过125℃和10.7MV/cm的电场1 h的应力下比较阈值电压,结果显示脱耦等离子体氮化制备氮氧化硅pMOSFET在负偏压温度应力下性能较差.在15%阈值电压改变的标准下,延长10年的寿命,其最大工作电压是1.16 V,可以符合90 nm工艺1 V特操作电压的安全范围内.     

90nm pMOSFET脱耦等离子体制备氮氧化硅的负偏压温度失稳性(英文)

MOSFET器件继续微缩则闸极氧化层厚度将持续减小,在0.13μm的技术闸极二氧化硅的厚度必须小于2nm,然而如此薄的氧化层直接穿透电流造成了明显的漏电流。为了降低漏电流,二氧化硅导入高浓度的氮如脱耦等离子体氮化制备氮氧化硅受到高度重视。然而,脱耦等离子体氮化制备氮氧化硅的一项顾虑是pMOSFET负偏压温度的失稳性。在此研究里测量了脱耦等离子体氮化制备氮氧化硅pMOSFET负偏压温度失稳性,并且和传统的二氧化硅闸电极比较,厚度1.5nm的脱耦等离子体氮化制备氮氧化硅pMOSFET和厚度1.3nm的二氧化硅pMOSFET经过125℃和10.7MVcm的电场1h的应力下比较阈值电压,结果显示脱耦等离子体氮化制备氮氧化硅pMOSFET在负偏压温度应力下性能较差。在15%阈值电压改变的标准下,延长10年的寿命,其最大工作电压是1.16V,可以符合90nm工艺1V特操作电压的安全范围内。