On the role of Coulomb scattering in hafnium-silicate gated silicon n and p-channel metal-oxide-semiconductor-field-effect-transistors

QC 20120214
In this work, the impact of the local and remote Coulomb scattering mechanisms on electron and hole mobility are investigated. The effective mobilities in quasi-planar finFETs with TiN/Hf(0.4)Si(0.6)O/SiO(2) gate stacks have been measured at 300 K and 4 K. At 300 K, electron mobility is degraded below that of bulk MOSFETs in the literature, whereas hole mobility is comparable. The 4 K electron and hole mobilities have been modeled in terms of ionized impurity, local Coulomb, remote Coulomb and local roughness scattering. An existing model for remote Coulomb scattering from a polycrystalline silicon gate has been adapted to model remote Coulomb scattering from a high-kappa/SiO(2) gate stack. Subsequently, remote charge densities of 8 x 10(12) cm(-2) at the Hf(0.4)Si(0.6)O/SiO(2) interface were extracted and shown to be the dominant Coulomb scattering mechanism for both electron and hole mobilities at 4 K. Finally, a Monte Carlo simulation showed remote Coulomb scattering was responsible for the degraded 300 K electron mobility.

Prest, M. J. (författare)
Whall, T. E. (författare)
Leadley, D. R. (författare)
Toniutti, P. (författare)
Conzatti, F. (författare)
Esseni, D. (författare)
Donetti, L. (författare)
Gamiz, F. (författare)
Lander, R. J. P. (författare)
Vellianitis, G. (författare)
Hellström, Per-ErikKTH,Integrerade komponenter och kretsar(Swepub:kth)u1wc1lgb (författare)
Östling, MikaelKTH,Integrerade komponenter och kretsar(Swepub:kth)u1u0kle4 (författare)
KTHIntegrerade komponenter och kretsar (creator_code:org_t)

Ingår i:Journal of Applied Physics: AIP Publishing110:12, s. 124503-0021-89791089-7550

Av författaren/redakt...: Thomas, S. M.; Prest, M. J.; Whall, T. E.; Leadley, D. R.; Toniutti, P.; Conzatti, F.; visa fler...; Esseni, D.; Donetti, L.; Gamiz, F.; Lander, R. J. P.; Vellianitis, G.; Hellström, Per-E ...; Östling, Mikael; visa färre...

Om ämnet

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.