講演名 | 2007-06-08 極薄プラズマ酸窒化膜MOSFETのNBTI信頼性に対する窒素プロファイルとフッ素注入の効果(ゲート絶縁膜、容量膜、機能膜及びメモリ技術) 寺井 真之, 藤枝 信次, |
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抄録(和) | プラズマ酸窒化膜をゲート絶縁膜に用いたp型MOSFETのNBTIに対し、プラズマ窒化及びフッ素導入が及ぼす効果を調べた。これらの効果を明らかにするため、NBTストレスによる閾値変動を(1)SiON/Si基板の界面に生成したトラップ成分と、(2)SiON膜中の正電荷成分の2つに分離した。その結果、閾値変動成分の界面トラップ/正電荷成分の比率は窒化プロセスに依存することが分かった。SiON/Si基板界面の窒素量を下げることで界面トラップ成分は低減された。Poly-Si電極/SiON膜界面近傍の窒素濃度を下げた場合、SiON膜中の初期の正固定電荷密度は減少するが、NBTIは減少しなかった。さらに、プラズマSiON膜へのフッ素導入は膜中電荷成分の低減には寄与しないが、界面準位成分を減少させることがわかった。 |
抄録(英) | The effects of plasma nitridation and fluorine incorporation on the components of negative-bias temperature instability (NBTI) in p-type MOSFETs with plasma-nitrided SiON gates were investigated. To clarify these effects, NBTI-induced threshold-coltage shift was separated into two components: one for generation of traps at the SiON/Si-substrate interface and one for positive charges within the SiON bulk. It was found that the proportions of the interface and bulk components can be controlled with plasma-nitridation method: the bulk component was increased by RF-plasma nitridation, while the interface component was dominant in the case of ECR-plasma nitridation. Lowering the nitrogen concentration near the SiON/Si-substrate interface decreased the interface component. Lowering the nitrogen concentration near the poly-Si/SiON interface did not decrease NBTI, while it decreased positive oxide charges in the as-fabricated MOSFETs. Furthermore, it was demonstrated that the fluorine incorporation decreases the interface component in plasma-nitrided SiON gates, while it does not decrease the bulk component. |
キーワード(和) | CMOS / リモートプラズマ窒化(RPN) / 酸窒化膜 / NBTI |
キーワード(英) | CMOS / REMOTE PLASMA NITRIDATION / RPN / OXINITRIDE / SION / NBTI |
資料番号 | SDM2007-40 |
発行日 |
研究会情報 | |
研究会 | SDM |
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開催期間 | 2007/5/31(から1日開催) |
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講演論文情報詳細 | |
申込み研究会 | Silicon Device and Materials (SDM) |
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本文の言語 | JPN |
タイトル(和) | 極薄プラズマ酸窒化膜MOSFETのNBTI信頼性に対する窒素プロファイルとフッ素注入の効果(ゲート絶縁膜、容量膜、機能膜及びメモリ技術) |
サブタイトル(和) | |
タイトル(英) | Effect of Nitrogen Profile and Fluorine Incorporation on Negative-bias Temperature Instability of Ultrathin Plasma-nitrided SiON MOSFETs |
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) | リモートプラズマ窒化(RPN) / REMOTE PLASMA NITRIDATION |
キーワード(3)(和/英) | 酸窒化膜 / RPN |
キーワード(4)(和/英) | NBTI / OXINITRIDE |
第 1 著者 氏名(和/英) | 寺井 真之 / Masayuki Terai |
第 1 著者 所属(和/英) | 日本電気株式会社デバイスプラットフォーム研究所 Device Platforms Res. Lab., NEC Corporation |
第 2 著者 氏名(和/英) | 藤枝 信次 / Shinji Fujieda |
第 2 著者 所属(和/英) | 日本電気株式会社デバイスプラットフォーム研究所 Device Platforms Res. Lab., NEC Corporation |
発表年月日 | 2007-06-08 |
資料番号 | SDM2007-40 |
巻番号(vol) | vol.107 |
号番号(no) | 85 |
ページ範囲 | pp.- |
ページ数 | 6 |
発行日 |