Charakteryzacja struktur MOS z wielowarstwowym izolatorem o wysokiej przenikalności elektrycznej (high-k)

• Autorzy: Gutt, T.

Warianty tytułu

EN

Characterization of MOS structures with multilayer high-k insulator

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

PL

Typowe pomiary C-V oparte na dwuelementowym schemacie zastępczym kondensatora MOS, który zawierają kondensator i rezystor połączone równolegle, mogą być niewystarczająco dokładne w przypadku charakteryzacji wielowarstwowych izolatorów o dużej przenikalności elektrycznej (high-k stacks), ze względu na występujące w nich prądy upływu, straty dielektryczne i duże rezystancje szeregowe. W prezentowanych badaniach wykorzystano technikę spektroskopii impedancyjnej do analizy własności warstw mieszanych tlenku hafnu i tlenku krzemu (naprzemienne warstwy molekularne HfO2 i SiO2) osadzonych na podłożu krzemowym z wytworzoną chemicznie cienką warstwą SiO2. Opracowano schematy zastępcze takich struktur właściwe dla różnych zakresów polaryzacji. Pokazano zależność elementów schematów zastępczych od składu mieszaniny izolatora.

EN

Due to leakage currents, electrical loss and higher series resistance in the high-k stacks, the typical C-V measurements based on a model of equivalent circuit of a MOS capacitor, containing resistance and capacitance in parallel, may be not accurate enough. The admittance spectroscopy technique was used in this study to enable the analysis of the properties of hafnium silica (interleaved atomic layers of HfO2 and SiO2) deposited on chemical SiO2 on silicon. Equivalent circuit models of those MOS structures appropriate for different bias regimes were developed. The dependence of the equivalent circuit elements' values on the composition of the hafnium silica was demonstrated.

Słowa kluczowe

PL

izolatory high-k; spektroskopia admitancyjna; schemat zastępczy

EN

high-k insulators; admittance spectroscopy; equivalent circuits

• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 49, nr 1
• Strony: 56-58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., wykr.

Twórcy

autor

Gutt, T.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

Bibliografia

• [1] Bersuker G., Zeitzoff P., Brown G., Huff H. R.: Dielectrics for future transistors. Materials Today, 26, 1, 2004.
• [2] Yang K. J., Hu C.: MOS capacitance measurements for high-leakage thin dielectrics. lEEETrans. Electr. Dev., 46, 7, 1999, 1500-1.
• [3] Kwa K. S. K.,Chattopadhyay S., Jankovic N. D., Olsen S. H., Driscoll L. S., O'Neill A. G.: A model for capacitance reconstruction from measured lossy MOS capacitance-voltage characteristics. Semicond. Sci. Technol., 18, 2003, 82-87.
• [4] Mitrovic I. Z., Buiu O., Hali S., Bungey C, Wagner T., Davey W. and Lu Y.: Electrical and structural properties of ALD hafnium silicate thin films. 14th Workshop on Dielectrics in Microelectronics (WoDIM), Catania, Italy, 2006.
• [5] Hali S., Buiu O., Mitrovic I.Z., Lu Y., Davey W. M.: Review and perspective of high-k dielectrics on silicon. 7th Symposium Diagnostics and Yield, Advanced Silicon Devices and Technologies for ULSI Era, Warsaw, Poland, 25-28 June 2006.
• [6] Gutt T., Mitrovic I. Z., Buiu O., Hali S.: Analysis of Metal: (HfO2)x(SiO2)1-x:SiO2:Si MOS structure equivalent circuits. 30th International Convention MIPRO - Conference on Microeletronics, Electronics and Electronic Technologies (MEET), Opatija, Croatia, 21-25 May 2007.
• [7] Lemberger M., Paskaleva A., Zuercher S., Bauer J. B., Frey L, Ryssel H.: Electrical properties of hafnium silicate films obtained from a single-source MOCVD precursor. Microelectronics Reli-ability, v. 45, 2005, 819.