Важным классом материалов являются смешанные оксиды металлов

Важнымклассомматериаловявляютсясмешанныеоксидыметаллов(перовскитыформулой ABC3деCэтокислород.Некоторыеперовскитыотличносочетаютсяс кремниевойподложкой. При  этом  стабильные  оксиды,  такие  как  SrO  и  BaO  могут  быть  буферными  между  кремнием  и перовскитом   с  высокой   диэлектрической   проницаемостью.  Комплексы   перовскитов   типа (Ba,Sr)Lan (Sc,Al)nO3n+1 предоставляют  широкие  возможности  для  комбинации  с  нижележащим буфернымслоем.

         Большинство      альтернативныхдиэлектриков  нестабильно при прямомконтактес поликремнием и  нуждаются  в  буферном  слое  SiO2   для  получения  границы    раздела  с низкой плотностью поверхностных состояний, тем самым поликремний являетсяне самымоптимальнымматериаломзатвора. Поэтому необходимо использовать металлический электрод затвора для предотвращения реакции между затворным диэлектриком и поликремнием, которая ведет к образованию SiO2. Кроме того, помимо низкого удельного сопротивления (10-15 мкОм·см), применение металлического затвора обеспечивает исключение обеднения затвора носителями в режиме сильной инверсии (PDE-эффект), которое ограничивает возможность снижения толщины подзатворного окисла при использовании поликремниевых слоев в структуре затвора.

Однако в отличие от поликремниевых затворов, работа выхода которых меняется ионной имплантацией, управление работой выхода металлических затворов ещё не стало широко освоенной технологией. Поэтому при изготовлении КМОП-приборов в качестве затворов используются металлы или нитриды металлов, имеющих работу выхода с уровнем Ферми вблизи середины запрещенной зоны кремния (Midgap-затвор) Cr(4,5 эВ), W(4,52 эВ), Ru(4,68 эВ), TiN(4,7 эВ), WNx(4,6 эВ). В этом случае обеспечивается приблизительное равенство пороговых напряжений N— и P-МОПТ, однако его абсолютная величина оказывается недопустимо высокой (на ~0,55 В) в сравнение с МОПТ с поликремниевым затворами n+— и p+-типов. Для снижения порогового напряжения МОПТ с Midgap-затвором необходимо использовать скрытый канал с тщательно оптимизированными параметрами структуры для улучшения короткоканальных характеристик. Очевидно, что для заданных величин работы выхода металлического затвора (4,6 эВ) и толщины подзатворного окисла Тox существует такое сочетание толщины и концентрации примеси скрытого канала и соответствующего им порогового напряжения Vt, при котором максимум концентрации носителей в проводящем канале открывающегося транзистора располагается на поверхности кремния. В этом случае эффективная толщина подзатворного окисла Тox,eff, имеет минимальное значение. При физической толщине подзатворного окисла 2,4 нм взаимосвязь между пороговым напряжением, толщиной и концентрацией примеси скрытого канала для МОПТ с

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector