Methodology for the simulation of the variability of MOSFETs with polycrystalline high-k dielectrics using CAFM input data
Ruiz, Ana (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Couso, Carlos (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Seoane, Natalia (Universidade de Santiago de Compostela. Citius)
Porti i Pujal, Marc (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Garcia-Loureiro, Antonio (Universidade de Santiago de Compostela. Citius)
Nafría i Maqueda, Montserrat (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)

Data:	2021
Descripció:	9 pàg.
Resum:	In this work, a simulation methodology, whose inputs are Conductive Atomic Force Microscope (CAFM) experimental data, is proposed to evaluate the impact of nanoscale variability sources related to the polycrystallization of high-k dielectrics (i. e. , oxide thickness, tox, and charge density, ρox, fluctuations in the nanometer range) on the Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) variability. To simulate this variability, a Thickness And Charge MAp Generator (TACMAG) has been developed and used in combination with an in-house-built 3D device simulator (VENDES). From CAFM experimental data (topography and current) obtained on a small area of a given polycrystalline dielectric, the TACMAG generates a high amount of tox and ρox configurations of the gate dielectric, with identical statistical characteristics to those experimentally measured. These dielectrics are then introduced into the device simulator, with which the impact of the tox and ρox fluctuations in the dielectric on the variability of MOSFETs (i. e. , threshold voltage) is analyzed. Finally, the impact of different nanoscale parameters, such as the Grain size and Grain Boundaries depth (of polycrystalline dielectrics) on such variability has been evaluated.
Ajuts:	Agencia Estatal de Investigación PID2019-103869RB Agencia Estatal de Investigación PID2019-104834GB-I00 Ministerio de Economía y Competitividad RYC-2017-23312 Agencia Estatal de Investigación TEC2016-75151-C3-1-R
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria:	3D device simulations ; CAFM ; Defect density ; High-k ; MOSFET variability ; Polycrystalline dielectric
Publicat a:	IEEE Access, Vol. 9 (2021) , p. 90568-90576, ISSN 2169-3536

DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3090472

9 p, 1.2 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats