講演名 2003/8/15
65nmノード世代に向けたHigh-kゲート絶縁膜(HfSiON)のCMOSFET設計(VLSI回路, デバイス技術(高速, 低電圧, 低電力))
渡辺 健, 高柳 万里子, 飯島 良介, 石丸 一成, 綱島 祥隆, 石内 秀美,
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抄録(和) ゲート絶縁膜にHfSiONを適用したsub-100nm CMOSFETを試作し、高い駆動電流を得るためのHf濃度の指針を示した。微細なMOSFETであるはどSiO_2に比べて駆動電流が劣化するが、Hf濃度を低くすることで高い駆動電流が得られる。しかし、ゲートリーク電流を低減するにはHf濃度を高くする必要があるため'許容されるゲートリーク電流の範囲でHf濃度を低くすることが求められる。ゲート長50nm CMOSトランジスタを試作し、EOT1.2nmでもO.7A/cm^2と低いゲートリーク電流で、駆動電流はnMOSで650μA/μm,pMOSで250μA/μmであり、これまでに報告されているhigh-k膜のsub-100nm CMOSFETを凌ぐ駆動力が得られた。
抄録(英) Sub-100 nm CMOSFETs with HfSiON gate dielectrics were fabricated and the guideline of Hf concentration (C_) is presented to obtain the superior device performance for the first time. It is found that the drive current is lower than that of SiO_2 in short channel MOSFET. However, MOSFETs with lower C_ results in higher drive current. On the other hand, lower C_ is required for lower the gate leakage current (I_g). Therefore, C_ should be kept low as long as I_g is acceptable in order to obtain good MOSFET performance. It is demonstrated that 50 nm gate CMOSFET with optimized HfSiON show high drive current of 650 μA/um and 250 μA/um for n- and p-MOSFET, respectively, with low I_g of 0.7 A/cm^2. This performance exceeds reported value of sub-100 nm CMOSFET with high-k materials.
キーワード(和) CMOS / HfSiON / high-k / ゲート絶縁膜 / Hf濃度
キーワード(英) CMOS / HfSiON / high-k / gate dielectrics / Hf concentration
資料番号 SDM2003-145,ICD2003-78
発行日

研究会情報
研究会 ICD
開催期間 2003/8/15(から1日開催)
開催地(和)
開催地(英)
テーマ(和)
テーマ(英)
委員長氏名(和)
委員長氏名(英)
副委員長氏名(和)
副委員長氏名(英)
幹事氏名(和)
幹事氏名(英)
幹事補佐氏名(和)
幹事補佐氏名(英)

講演論文情報詳細
申込み研究会 Integrated Circuits and Devices (ICD)
本文の言語 JPN
タイトル(和) 65nmノード世代に向けたHigh-kゲート絶縁膜(HfSiON)のCMOSFET設計(VLSI回路, デバイス技術(高速, 低電圧, 低電力))
サブタイトル(和)
タイトル(英) Design Guideline of HfSiON Gate Dielectrics for 65 nm CMOS Generation
サブタイトル(和)
キーワード(1)(和/英) CMOS / CMOS
キーワード(2)(和/英) HfSiON / HfSiON
キーワード(3)(和/英) high-k / high-k
キーワード(4)(和/英) ゲート絶縁膜 / gate dielectrics
キーワード(5)(和/英) Hf濃度 / Hf concentration
第 1 著者 氏名(和/英) 渡辺 健 / Takeshi WATANABE
第 1 著者 所属(和/英) (株)東芝セミコンダクタ一社SoC研究開発センター
SoC Research & Development Center, Semiconductor Company
第 2 著者 氏名(和/英) 高柳 万里子 / Mariko TAKAYANAGI
第 2 著者 所属(和/英) (株)東芝セミコンダクタ一社SoC研究開発センター
SoC Research & Development Center, Semiconductor Company
第 3 著者 氏名(和/英) 飯島 良介 / Ryosuke IIJIMA
第 3 著者 所属(和/英) (株)東芝研究開発センター
Corporate Research & Development Center, Toshiba Corporation
第 4 著者 氏名(和/英) 石丸 一成 / Kazunari ISHIMARU
第 4 著者 所属(和/英) (株)東芝セミコンダクタ一社SoC研究開発センター
SoC Research & Development Center, Semiconductor Company
第 5 著者 氏名(和/英) 綱島 祥隆 / Yoshitaka TSUNASHIMA
第 5 著者 所属(和/英) (株)東芝セミコンダクタ一社プロセス技術推進センター
Process & Manufacturing Engineering Center, Semiconductor Company
第 6 著者 氏名(和/英) 石内 秀美 / Hidemi ISHIUCHI
第 6 著者 所属(和/英) (株)東芝セミコンダクタ一社SoC研究開発センター
SoC Research & Development Center, Semiconductor Company
発表年月日 2003/8/15
資料番号 SDM2003-145,ICD2003-78
巻番号(vol) vol.103
号番号(no) 262
ページ範囲 pp.-
ページ数 6
発行日