Mobility and charge trapping results for -channel transistors gated with HfON and HfSiON are reported as a function of physical thickness . HfSiON peak mobility improves with over the range of , achieving at . However, HfSiON mobility degrades at a critical thickness, . HfON mobility response is different. It is a maximum at but degrades with increasing thickness, particularly for the critical thickness . Mobility loss and trapping occur concurrently for both dielectrics when these critical thicknesses are exceeded. These critical thicknesses are the minimum required to achieve dielectric crystallization. Interfacial defects along crystalline grain boundaries may negatively impact electrical performance of both dielectrics.
REFERENCES
1.
G.
Timp
, G.
Timp
, K. K.
Bourdelle
, J. F.
Bower
, F. H.
Baumann
, T.
Boone
, R.
Cirelli
, K.
Evens-Lutterodt
, J.
Garno
, A.
Ghetti
, H.
Grossmann
, M.
Green
, D.
Jacobson
, Y.
Kim
, R.
Kleiman
, F.
Klemens
, A.
Kornbilt
, C.
Lochstampfor
, W.
Mansfield
, S.
Moccio
, D. A.
Muller
, L. E.
Ocola
, M. L.
O’Mally
, J.
Rosamilia
, J.
Sapjeta
, P.
Silverman
, T.
Sorsch
, D. M.
Tennant
, W.
Timp
, and B. F.
Weir
, Tech. Dig. - Int. Electron Devices Meet.
1998
, 615
.2.
G. D.
Wilk
, R. M.
Wallace
, and J. M.
Anthony
, J. Appl. Phys.
89
, 5243
(2001
).3.
J.
Roberson
, J. Vac. Sci. Technol. B
18
, 1785
(2000
).4.
E. P.
Gusev
, D. A.
Buchanan
, E.
Cartier
, A.
Kumar
, D.
DiMaria
, S.
Guha
, A.
Callegari
, S.
Zafar
, P. C.
Jamison
, D. A.
Neumayer
, M.
Copel
, M. A.
Gribelyuk
, H.
Okorn-Schmidt
, C.
D’Emic
, P.
Kozlowski
, K.
Chan
, N.
Bojarczuk
, L.-A.
Ragnarsson
, P.
Ronsheim
, K.
Rim
, R. J.
Fleming
, A.
Mocuta
, and A.
Ajmera
, Tech. Dig. - Int. Electron Devices Meet.
2001
, 451
.5.
B.
Doris
, Y. H.
Kim
, B. P.
Linder
, M.
Steen
, V.
Narayanan
, D.
Boyd
, J.
Rubino
, L.
Chang
, J.
Sleight
, A.
Topol
, E.
Sikorski
, L.
Shi
, K.
Wong
, K.
Babich
, Y.
Zhang
, P.
Kirsch
, J.
Newbury
, G. F.
Walker
, R.
Carruthers
, C.
D’Emic
, P.
Kozlowski
, R.
Jammy
, K. W.
Guarini
, and M.
Ieong
, VLSI Symp. Tech. Dig.
2005
, 214
.6.
P. D.
Kirsch
, J. H.
Sim
, S. C.
Song
, S.
Krishnan
, J.
Peterson
, H.-J.
Li
, M.
Quevedo-Lopez
, C. D.
Young
, R.
Choi
, N.
Moumen
, P.
Majhi
, Q.
Wang
, J. G.
Ekerdt
, G.
Bersuker
, and B. H.
Lee
, Proceedings of the 35th European Solid-State Device Research Conference
, Grenoble, France
, 2005
(unpublished), p. 367
.7.
R.
Chau
, S.
Datta
, M.
Doczy
, B.
Doyle
, J.
Kavalieros
, and M.
Metz
, IEEE Electron Device Lett.
25
, 408
(2004
).8.
M. A.
Quevedo-Lopez
, S. A.
Krishnan
, P. D.
Kirsch
, H.-J.
Li
, J. H.
Sim
, C.
Huffman
, J. J.
Peterson
, B. H.
Lee
, G.
Pant
, B. E.
Gnade
, M. J.
Kim
, R. M.
Wallace
, D.
Guo
, H.
Bu
, and T. P.
Ma
, Tech. Dig. - Int. Electron Devices Meet.
2005
, 437
.9.
Y.
Hou
, F. Y.
Yen
, P. F.
Hsu
, V. S.
Chang
, P. S.
Lim
, C. L.
Hung
, L. G.
Yao
, J. C.
Jiang
, H. J.
Lin
, Y.
Jin
, S. M.
Jang
, H. J.
Tao
, S. C.
Chen
, and M. S.
Liang
, Tech. Dig. - Int. Electron Devices Meet.
2005
, 35
.10.
A.
Callegari
, P.
Jamison
, E.
Cartier
, S.
Zafar
, E.
Gusev
, V.
Narayanan
, C.
D’Emic
, D.
Lacey
, F.
McFeely
, R.
Jammy
, M.
Gribelyuk
, J.
Shepard
, W.
Andreoni
, and C.
Pignedoli
, Tech. Dig. - Int. Electron Devices Meet.
2004
, 825
.11.
J.
Barnett
, N.
Moumen
, J.
Gutt
, M.
Gardner
, C.
Huffman
, P.
Majhi
, J. J.
Peterson
, S.
Gopalan
, B.
Foran
, H.-J.
Li
, B. H.
Lee
, G.
Bersuker
, P. M.
Zeitzoff
, G. A.
Brown
, P.
Lysaght
, C.
Young
, R. W.
Murto
, and H. R.
Huff
, Mater. Res. Soc. Symp. Proc.
811
, E1
–4
(2004
).12.
P. D.
Kirsch
, M. A.
Quevedo-Lopez
, H.-J.
Li
, Y.
Senzaki
, J. J.
Peterson
, S. C.
Song
, S. A.
Krishnan
, N.
Moumen
, J.
Barnett
, G.
Bersuker
, P. Y.
Hung
, B. H.
Lee
, T.
Lafford
, Q.
Wang
, D.
Gay
, and J. G.
Ekerdt
, J. Appl. Phys.
99
, 023508
(2006
).13.
J. R.
Hauser
and K.
Ahmed
, Proceedings of the International Conference on Characterization and Metrology for ULSI Technology
, 1998
(unpublished), p. 235
.14.
C. D.
Young
, P.
Zeitzoff
, G. A.
Brown
, G.
Bersuker
, B. H.
Lee
, and J. R.
Hauser
, IEEE Electron Device Lett.
26
, 586
(2005
).15.
C. D.
Young
, Y.
Zhao
, M.
Pendley
, B. H.
Lee
, K.
Mathews
, J. H.
Sim
, R.
Choi
, G.
Bersuker
, and G. A.
Brown
, Extended Abstracts of the 2004 International Conference on Solid State Devices and Materials
, p. 216
.16.
D. M.
Fleetwood
and N. M.
Saks
, J. Appl. Phys.
79
, 1583
(1996
).17.
G.
Bersuker
, P.
Zeitzoff
, J. H.
Sim
, B. H.
Lee
, R.
Choi
, G.
Brown
, and C. D.
Young
, Appl. Phys. Lett.
87
, 042905
(2005
).18.
M. R.
Visokay
, J. J.
Chambers
, A. L. P.
Rotondaro
, A.
Shanware
, and L.
Colombo
, Appl. Phys. Lett.
80
, 3183
(2002
).19.
G.
Pant
, A.
Gnade
, M. J.
Kim
, R. M.
Wallace
, B. E.
Gnade
, M. A.
Quevedo-Lopez
, and P. D.
Kirsch
, Appl. Phys. Lett.
88
, 032901
(2006
).20.
E.
Cartier
, F. R.
McFeely
, V.
Narayanan
, P.
Jamison
, B. P.
Linder
, M.
Copel
, V. K.
Paruchuri
, V. S.
Basker
, R.
Haight
, D.
Lim
, R.
Carruthers
, T.
Shaw
, M.
Steen
, J.
Sleight
, J.
Rubino
, H.
Deligianni
, S.
Guha
, R.
Jammy
, and G.
Shahidi
, Symp. VLSI Tech.
2005
, 230
.21.
H.-C.
Wen
, H. R.
Harris
, C.
Young
, H.
Luan
, H.
Alshareef
, K.
Choi
, D.-L.
Kwong
, P.
Majhi
, G.
Bersuker
, and B. H.
Lee
(unpublished).22.
D. A.
Porter
and K. E.
Easterling
, Phase Transformations in Metals and Alloys
(Chapman and Hall
, London
, 1991
), Vol. 1
, p. 124
.© 2006 American Institute of Physics.
2006
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.