1. Performance and layout effects of SiGe channel in 14nm UTBB FDSOI: SiGe-first vs. SiGe-last integration
- Author
-
Pierre Perreau, Michel Haond, Didier Dutartre, R Berthelon, Alain Claverie, A. Pofelski, Emmanuel Josse, Francois Andrieu, E. Baylac, STMicroelectronics [Crolles] (ST-CROLLES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
- Subjects
Materials science ,SiGe ,Electrical model ,Gate length ,Integration ,layout effects ,02 engineering and technology ,Ring oscillator ,Epitaxy ,01 natural sciences ,Strain ,Stress (mechanics) ,chemistry.chemical_compound ,0103 physical sciences ,Electronic engineering ,Layout dependences ,Electrical modeling ,Silicon alloys ,010302 applied physics ,[PHYS]Physics [physics] ,Solid state devices ,business.industry ,Germanium ,Delay reduction ,021001 nanoscience & nanotechnology ,Integration scheme ,Reconfigurable hardware ,FDSOI ,Silicon-germanium ,chemistry ,Logic gate ,Optoelectronics ,0210 nano-technology ,business ,Communication channel - Abstract
cited By 0; International audience; We report on the layout effects in strained SiGe channel FDSOI pMOSFETS down to 20nm gate length. Two SiGe integration schemes are compared: the SiGe-first approach, with Ge-enrichment performed prior to the STI module and the SiGe-last approach using only a SiGe epitaxy after the STI module. We evidence reduced layout effects in the SiGe-last integration featuring Si/SiGe bilayer. SiGe-last shows -39% mobility for 170nm narrow 2μm long channel, but +21% Ieff at Lg=20nm and gate-to-STI distance of 59nm. It is translated into a -15% delay reduction for ring oscillators of 1-finger inverters. Layout dependences are explained by physical strain measurements and reproduced by a stress-based electrical model. © 2016 IEEE.
- Published
- 2016
- Full Text
- View/download PDF