超低消費電力LSI向けのSiN電荷捕獲層を有する新型V_<TH>自己調整MISFET(IEDM特集(先端CMOSデバイス・プロセス技術))

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概要

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• SiN電荷捕獲層を有する新型の閾値電圧(V_<TH>)自己調整FETを提案し、その動作を実験的に実証する。提案V_<TH>自己調整FETはpoly Si/SiN/SiO_2/Siゲートスタックを有し、少ない付加コストで既存CMOS製造ラインに導入できる。提案FETのV_<TH>は、SiN層とゲート電極との電子授受に起因して、ON状態で低下し、OFF状態では元の高い値に戻る。V_<TH>自己調整機能はSRAMのreadとwriteのマージンを同時に改善することが出来る。100mVのV_<TH>変調幅は1nm以下の薄いSiリッチSiN層により実現でき、これでSRAMの最低動作電圧(V_<DDmin>)を170mV低下することが出来る。また、同技術によりスイッチングエネルギー(サイクル当たりのエネルギー)を、従来FET技術の枠内の最小値を超えて大幅に改善できることが分かった。

• 2012-01-20

著者

• 川澄 篤

  株式会社東芝

• 川澄 篤

  東芝セミコンダクター社

• 川中 繁

  セミコンダクター社半導体研究開発センター株式会社東芝

• 川中 繁

  東芝研究開発センター先端半導体デバイス研究所

• 辰村 光介

  東芝研究開発センター

• 辰村 光介

  研究開発センターLSI基盤技術ラボラトリー株式会社東芝

• 川澄 篤

  東芝セミコンダクター&ストレージ社半導体研究開発センター先端ワイヤレス・アナログ技術開発部

• 川中 繁

  東芝研究開発センターデバイスプロセス開発センター高性能cmosデバイス技術開発部

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