MIRAI使用标准工艺开发出等效氧化层厚0.5nm的MOS场效应管

  半导体mirai项目的子项目组通过标准的mos制造工艺(gate-first process,先加工栅极工艺)开发成功了等效氧化层厚度(eot)为0.5nm的极薄型mos场效应管(演讲序号20.2)。通过在栅叠层(gate stack)上使用高介电率(high-k)绝缘膜/fusi(全硅化)栅极,使mos场效应管的泄漏电流比使用相同eot的二氧化硅(sio2)绝缘膜减小了3位数。一般情况下,eot变薄后载流子迁移率会降低,不过该产品却确保了较高值--120cm2/vs。

  防止在界面上形成二氧化硅

  在接合成形退火前形成栅极的先加工栅极工艺制成的mos场效应管中,eot 0.5nm是此前发布的最薄厚度。原来,eot之所以不能实现这样薄,是因为接合成形退火的热量会导致high-k膜的eot增加。此次,mirai的子项目组在hfo2栅极绝缘膜和硅底板间引入了热稳定性高的hfsiox层,从而解决了这一问题。

  在high-k膜和硅底板的界面上插入hfsiox的构想此前就曾有过,不过在该层成膜过程中会形成热力学性质稳定的二氧化硅,eot容易增加。此次,通过施加热处理(每层叠1层hfo2,hfo2和硅底板即发生一次反应)避免了该问题。该成果“显示出将high-k膜导入cmos时界面控制的重要性”(mirai项目极限eot栅叠层基础技术项目组课题指导者、东京大学教授鸟海明)。

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发布日期:2019年07月04日  所属分类:新闻动态