High-κゲート絶縁膜を有するp-MOSFETにおけるドレイン電流の変動～ゲート絶縁膜中トラップによる単一正孔の捕獲·放出の影響

摘要

Random Telegraph Noise (RTN)は、現行、又はより微細化された将来のLSIにおいて、MOSFETの動作を不安定化するものとして懸念されている。しかしながら、High-κゲート絶縁膜を有するMOSFETにおけるRTNは、まだ明らかにされていない。 本研究では、High-κゲート絶縁膜を有するMOSFETにおけるRTNを、SiO{sub}2ゲート絶縁膜を有するMOSFETにおけるRTNと比較して、実験的に調べた。 High-κゲート絶縁膜を有するMOSFETでは、表面キャリア密度によるRTNの大きさの減少率が、SiO{sub}2ゲート絶縁膜の場合に比べ、小さいことが分かった。また、High-κゲート絶縁膜を有するMOSFETにおいては、時定数のより大きな捕獲·放出過程が、より顕著にドレイン電流を変動することが分かった。特異なRTNは、High-κゲート絶縁膜の高い誘電率や低い障壁高さにより引き起こされていると考えられる。