飽和Vthばらつきの解析とそのSRAMへの影響評価

摘要

DIBLに着目することで飽和領域におけるVthばらつきについて調べた。トランジスタ・アレイの測定よりDIBLは線形Vthと相関を持つ特異な統計分布を示すことが判った。3DモンテカルロTCAD計算より、この現象は不純物ランダムばらつき（RDF）によって説明可能であり、特にハロー注入の強いデバイスでは統計的に生じるハローの非対称性が強まり、DIBLばらつきが増すことが判った。実測された線形および飽和Vthのばらつきを高精度に統計的回路シミュレーションに取り込む手法も開発し、DIBLばらつきのSRAM安定性への影響を評価した。%Enhancement mechanism of Vth fluctuation in saturation region is analyzed through addressable transistor array measurement and 3D Monte-Carlo TCAD simulation. It was confirmed that random dopant fluctuation (RDF) in heavily doped halo devices enhances source-drain asymmetry, resulting in non-Gaussian distribution of DIBL and saturation Vth (V_(th_sat). The measured DIBL behavior was accurately modeled and implemented in statistical circuit simulation, to evaluate the impact on SRAM stability. Optimization of halo for mitigating RDF is important for achieving aggressively scaled SRAM cells.