The effect of interfacial layer properties on the performance of Hf-based gate stack devices

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作者
G. Bersuker,C. S. Park,Joel Barnett,Patrick Lysaght,P. D. Kirsch,Chadwin D. Young,Rino Choi,B. H. Lee,Brendan Foran,Klaus van Benthem,S. J. Pennycook,Patrick M. Lenahan,Jason T. Ryan
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:100 (9) 被引量:152
标识
DOI:10.1063/1.2362905
摘要

The influence of Hf-based dielectrics on the underlying SiO2 interfacial layer (IL) in high-k gate stacks is investigated. An increase in the IL dielectric constant, which correlates to an increase of the positive fixed charge density in the IL, is found to depend on the starting, pre-high-k deposition thickness of the IL. Electron energy-loss spectroscopy and electron spin resonance spectra exhibit signatures of the high-k-induced oxygen deficiency in the IL consistent with the electrical data. It is concluded that high temperature processing generates oxygen vacancies in the IL responsible for the observed trend in transistor performance.
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