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高K柵介質可靠性研究
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設計） |
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課程(專業(yè))
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微電子學與固體電子學 |
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關鍵詞
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高K柵介質|時變擊穿 |
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適用年級
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大學 |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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0 （金幣如何獲得？） |
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文件格式
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nh |
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文件大小
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1578K |
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發(fā)布時間
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2009-01-29 13:48:00 |
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預覽文件
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無 |
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下載次數(shù)
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18 |
| 發(fā)布人 |
kj008 |
內容簡介：
碩士學位論文 高K柵介質可靠性研究
摘要
當CMOS技術進入到45nm技術代以后，將需要利用高K柵介質材料替代傳統(tǒng)的SiO2或SiNxOy柵介質以克服其不可接受的高的柵泄漏電流，其中HfO2被認為是最有希望的高K柵介質材料候選者之一。本論文針對金屬柵/高K柵介質集成應用到CMOS器件的實際需求，開展了超薄HfN/HfO2柵介質結構（EOT﹤1nm）的可靠性問題的研究，取得了如下一些研究成果：
1）應力感應的漏電流研究顯示，具有低陷阱電荷密度的超薄HfN/HfO2柵介質在介質擊穿之前的SILC效應是可忽略的；
2）在具有低陷阱電荷密度的超薄HfN/HfO2柵介質中，其TDDB特征將是本征的而非工藝因素引入的。在高K柵介質與Si襯底間存在不可避免的界面層，高K柵介質結構的擊穿將由高K體介質層和界面層共同決定；
3）在國際上，首次觀察證明，在具有低陷阱電荷密度的超薄HfN/HfO2柵介質結構中，在柵注入情形下，高K柵介質的擊穿機制具有應力電場依賴特征：在高應力電場下，HfO2體介質層的擊穿主導整個高K柵介質的擊穿；而在低應力電場下，界面層的擊穿主導整個高K柵介質的擊穿；
4）采用載流子分離的方法，獲得了高、低應力電場下電荷俘獲特征：在高的電場應力下，HfO2體介質層中空穴俘獲占主導地位；在低的電場應力下，界面層的電子俘獲占主導地位；
5）基于應力電場依賴的TDDB擊穿特征和電荷俘獲特征，結合超薄高K柵介質結構的能帶結構，提出一個新的金屬柵/高K柵介質擊穿的模型。
本文首次發(fā)現(xiàn)超薄高K柵介質結構的TDDB擊穿不僅是應力電壓極性依賴的，而且是應力電場依賴的，因此，傳統(tǒng)柵介質的壽命預測模型將不適于超薄高K柵介質情形，需要發(fā)展新的高K柵介質壽命預測模型來滿足高K柵介質應用的需求。
關鍵字：
高K柵介質，時變擊穿，應力感應漏電流，恒壓應力，擊穿機制，載流子分離，
電荷俘獲
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