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具有HfN/HfO2栅结构的p型MOSFET中的负偏置-温度不稳定性研究
引用本文:萨宁,康晋锋,杨红,刘晓彦,张兴,韩汝琦.具有HfN/HfO2栅结构的p型MOSFET中的负偏置-温度不稳定性研究[J].物理学报,2006,55(3).
作者姓名:萨宁  康晋锋  杨红  刘晓彦  张兴  韩汝琦
基金项目:国家科技攻关项目;中国科学院资助项目
摘    要:研究了HfN/HfO2高K栅结构p型金属-氧化物-半导体(MOS)晶体管(MOSFET)中,负偏置-温度应力引起的阈值电压不稳定性(NBTI)特征.HfN/HfO2高K栅结构的等效氧化层厚度(EOT)为1.3nm,内含原生缺陷密度较低.研究表明,由于所制备的HfN/HfO2高K栅结构具有低的原生缺陷密度,因此在p-MOSFET器件中观察到的NBTI属HfN/HfO2高K栅结构的本征特征,而非工艺缺陷引起的;进一步研究表明,该HfN/HfO2高K栅结构中观察到的NBTI与传统的SiO2基栅介质p-MOSFET器件中观察到的NBTI具有类似的特征,可以被所谓的反应-扩散(R-D)模型表征: HfN/HfO2栅结构p-MOSFET器件的NBTI效应的起源可以归为衬底注入空穴诱导的界面反应机理,即在负偏置和温度应力作用下,从Si衬底注入的空穴诱导了Si衬底界面Si-H键断裂这一化学反应的发生,并由此产生了Si+陷阱在Si衬底界面的积累和H原子在介质层内部的扩散,这种Si+陷阱的界面积累和H原子的扩散导致了器件NBTI效应的发生.

关 键 词:高K栅介质  负偏置-温度不稳定性(NBTI)  反应-扩散(R-D)模型

Negative bias temperature instability of HfN/HfO2 gated p-MOSFETs
Sa Ning,Kang Jin-Feng,Yang Hong,Liu Xiao-Yan,Zhang Xing,Han Ru-Qi.Negative bias temperature instability of HfN/HfO2 gated p-MOSFETs[J].Acta Physica Sinica,2006,55(3).
Authors:Sa Ning  Kang Jin-Feng  Yang Hong  Liu Xiao-Yan  Zhang Xing  Han Ru-Qi
Abstract:
Keywords:
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