Saltar a la navegació principal Saltar a la cerca Vés al contingut principal

Power-law voltage acceleration: A key element for ultra-thin gate oxide reliability

Ernest Y. Wu, Jordi Suñé

Producció científica: Contribució a revista › Article › Recerca › Avaluat per experts

Resum

Les propietats de la denominada ruptura dielèctrica dependent del temps (TDDB) dels dielèctrics basats en el diòxid de silici per a tecnologia microelectrònica s'han investigat i revisat. Es van recollir dades experimentals que cobrien un ampli rang d'espessor, tensió de polarització, temperatura i dues polaritats de polarització usant estructures amb una àmplia gamma d'àrees d'òxid de porta i durant temps de polarització molt llargs. La dependència del dielectric breakdown en espessor va mostrar estar en excel·lent concordança amb els models estadístics basats en la teoria de percolació que expliquen la dràstica reducció del temps fins a la ruptura amb l'espessor d'òxid decreixent. Es va trobar que la dependència del voltatge del temps de trencament seguia un comportament de llei de potència més que una llei exponencial com comunament s'assumeix. La nostra investigació sobre les interrelacions entre la dependència del voltatge i la temperatura dels dielèctrics basats en el diòxid de silici revela que una forta activació tèrmica amb un comportament no Arrhenius és consistent amb la dependència del voltatge de llei de potència. La dependència del voltatge de llei de potència, combinada amb una forta activació tèrmica, proporciona l'alleujament més important en compensació per a la dràstica reducció del temps fins al trencament resultant de la reducció del espessor d'òxid. Usant el màxim d'energia dels electrons injectats com variable de ruptura, hem resolt la polaritat entre els mecanismes i models de trencaments. Després d'una revisió de diferents mecanismes i models de trencaments, discutim com l'alliberament d'hidrogen a través del acoblament entre graus de llibertat vibratoris i electrònics pot explicar la dependència de llei de potència en eficiència de generació de defectes. Basant-se en aquests resultats, es construeix un quadre global dels mecanismes de trencaments i s'aplica al projecte límits de fiabilitat. En aquest aspecte, es conclou que els dielèctrics basats en el diòxid de silici poden proporcionar una porta fiable, fins a 1 nm d'espessor, i que l'escalament CMOS pot ser viable per a la tecnologia del node de 50 nm. © 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Idioma originalAnglès
Pàgines (de-a)1809-1834
RevistaMicroelectronics Reliability
Volum45
DOIs
Estat de la publicacióPublicada - 1 de des. 2005

Fingerprint

Navegar pels temes de recerca de 'Power-law voltage acceleration: A key element for ultra-thin gate oxide reliability'. Junts formen un fingerprint únic.

Com citar-ho