Imec rept voortgang hoge k en Finfets

Onderzoekers van Imecs 32 nanometer CMos-programma hebben ’significante vooruitgang‘ geboekt bij het opkrikken van CMos-prestaties met hoge-k-materialen. Dat meldden zij vorige week op de International Electron Devices Meeting (IEDM). Ook presenteerden de researchers in Washington een ’uitstekend presenterende‘ Finfet. Imec werkte samen met Elpida, Hynix, Infineon, Intel, Micron, NXP, Qimonda, Panasonic, Samsung, STMicroelectronics, Texas Instruments en TSMC.

Het gebruik van andere materialen dan siliciumdioxide als isolerend laagje in de gatestack is noodzakelijk omdat het laagje te dun wordt. Deze zogenaamde hoge-k-materialen hebben echter het nadeel dat er een hoog drempelvoltage nodig is, wat de performance nadelig beïnvloedt. Dubbele metalen en gates en diëlektrica bieden uitkomst, maar tegen een prijs. De extra noodzakelijke processtappen zijn kostbaar.

Imec houdt het dan ook bij een diëlektrische stack met één metaal. De onderzoekers brachten een cap aan tussen het hafniumgebaseerde diëlektricum en het metaal tantaalcarbide. Dit laagje van dysprosium- en lanthaanoxide (Dy2O3 en La2O3) moduleert de werkfunctie van het metaal zodanig dat het een waarde aanneemt in de buurt van het optimum. De effectieve oxidedikte (effective oxide thickness, EOT) van de cap bracht het team naar beneden door te annealen met een laser.