Gate-last integration on planar FDSOI for low-VTp and low-EOT MOSFETs

Autor: X. Garros, P. Caubet, L. Tosti, Francois Andrieu, N. Allouti, C. Le Royer, F. Ponthenier, Sébastien Barnola, P.K. Baumann, S. Morvan, U. Weber, P. Perreau, Gerard Ghibaudo, A. Seignard, C. Euvrard, Yves Morand, Maurice Rivoire, L. Desvoivres, M.-C. Roure, C. Leroux, F. Martin, R. Gassilloud, M. Casse, Olivier Weber, Thierry Poiroux, Pascal Besson
Přispěvatelé: Laboratoire de géologie de l'ENS (LGENS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Département d'Astrophysique, de physique des Particules, de physique Nucléaire et de l'Instrumentation Associée (DAPNIA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), STMicroelectronics [Crolles] (ST-CROLLES), UMR CNRS 8179, Université de Lille, Sciences et Technologies-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Microélectronique, Electromagnétisme et Photonique - Laboratoire d'Hyperfréquences et Caractérisation (IMEP-LAHC), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2013
Předmět:
Zdroj: Microelectronic Engineering
Microelectronic Engineering, Elsevier, 2013, 109, pp.306-309. ⟨10.1016/j.mee.2013.03.045⟩
Microelectronic Engineering, 2013, 109, pp.306-309. ⟨10.1016/j.mee.2013.03.045⟩
ISSN: 0167-9317
1873-5568
DOI: 10.1016/j.mee.2013.03.045⟩
Popis: Graphical abstractDisplay Omitted We integrated a gate-last on high-k first on planar fully depleted SOI MOSFETs.pMOSFETs reach a low threshold voltage of VTp=-0.2V.Gate-last pMOSFETS present one decade gate current gain compared to gate first ones.The use of a TiN MOCVD capping decreases the EWF by 0.2eV and degrades the reliability compared to TiN ALD.EOT down to 0.8nm with midgap TaN are obtained on HfO2 in a high-k last integration. We integrated planar fully depleted (FD) SOI MOSFETs with a gate-last on high-k first (GL-HKF) down to gate lengths of Lg=15nm and active widths of W=80nm. Such an integration scheme enables reaching for pMOSFETs a threshold voltage of VTp=-0.2V and one decade gate current (JG) gain, as well as similar hole mobility and ON-currents, compared to pMOSFETs integrated with a gate first. This approach is also benchmarked with high-k last (GL-HKL) stacks in terms of leakage, equivalent oxide thickness (EOT), effective work-function (EWF) and flat band voltage (VFB) shift under stress.
Databáze: OpenAIRE
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