Dielectric breakdown in ultra-thin Hf based gate stacks : a resistive switching phenomenon
Rodríguez Martínez, Rosana (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Martin Martinez, Javier (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Crespo Yepes, Albert (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Porti i Pujal, Marc (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Nafría i Maqueda, Montserrat (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Aymerich Humet, Xavier (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)

Date:	2012
Abstract:	In this work, the temperature dependence of the resistive switching-related currents (gate and drain) in MOSFETs with ultra-thin Hf based high-k dielectric has been analyzed, for the two dielectric conductivity states. The two different conductive states of the resistive switching have been associated to the breakdown (BD) and BD recovery of the dielectric. The results about the temperature dependence of the post-BD gate current are in agreement with those obtained from the study of the injected charge to recovery, a useful parameter to analyze the switch from the high to the low conductivity state. The drain current in the MOSFETs, for the two conductivity states, for different locations of the BD path along the channel (source and drain) and several temperatures has also been studied. The results are a contribution for a better understanding of the resistive switching phenomenon in ultra-thin gate dielectrics, which could be useful for the developing of models to describe BD reversibility.
Grants:	Ministerio de Ciencia e Innovación TEC2010-16126 Ministerio de Ciencia e Innovación TEC2010-10021-E Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2009/SGR-783
Rights:	Aquest material està protegit per drets d'autor i/o drets afins. Podeu utilitzar aquest material en funció del que permet la legislació de drets d'autor i drets afins d'aplicació al vostre cas. Per a d'altres usos heu d'obtenir permís del(s) titular(s) de drets.
Language:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió sotmesa a revisió
Subject:	Dielectric breakdown (BD) ; BD reversibility ; High-k ; Reliability ; CMOS ; Resistive switching ; MOSFET
Published in:	Journal of the Electrochemical Society, Vol. 159 Issue 5 (2012) , p. H529-H535, ISSN 1945-7111

DOI: 10.1149/2.012206jes

Pre-print 41 p, 418.7 KB

The record appears in these collections:
Articles > Research articles
Articles > Published articles