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Reliability Characteristics of La-doped High-k/Metal Gate nMOSFETs
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  • Reliability Characteristics of La-doped High-k/Metal Gate nMOSFETs
  • Reliability Characteristics of La-doped High-k/Metal Gate nMOSFETs
저자명
Kang. C.Y.,Choi. R.,Lee. B.H.,Jammy. R.
간행물명
Journal of semiconductor technology and science
권/호정보
2009년|9권 3호|pp.166-173 (8 pages)
발행정보
대한전자공학회
파일정보
정기간행물|ENG|
PDF텍스트
주제분야
기타
이 논문은 한국과학기술정보연구원과 논문 연계를 통해 무료로 제공되는 원문입니다.
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기타언어초록

The reliability of hafnium oxide gate dielectrics incorporating lanthanum (La) is investigated. nMOSFETs with metal/La-doped high-k dielectric stack show lower $V_{th}$ and $I_{gate}$, which is attributed to the dipole formation at the high-k/$SiO_2$ interface. The reliability results well correlate with the dipole model. Due to lower trapping efficiency, the La-doping of the high-k gate stacks can provide better PBTI immunity, as well as lower charge trapping compared to the control HfSiO stacks. While the devices with La show better immunity to positive bias temperature instability (PBTI) under normal operating conditions, the threshold voltage shift (${Delta}V_{th}$) at high field PBTI is significant. The results of a transconductance shift (${Delta}G_m$) that traps are easily generated during high field stress because the La weakens atomic bonding in the interface layer.