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首页> 外文期刊>Journal of Physics, D. Applied Physics: A Europhysics Journal >The effect of Al segregation on Schottky barrier height and effective work function in TiAl/TiN/HfO2 gate stacks
【24h】

The effect of Al segregation on Schottky barrier height and effective work function in TiAl/TiN/HfO2 gate stacks

机译：Al偏析对TiAl / HFO2栅极堆叠中肖特基势垒高度和有效功函数的影响

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We perform first-principles density functional calculations to investigate the effects of Al incorporation on the p-type Schottky barrier height (phi(p)) and the effective work function for various high-k/metal gate stacks, such as TiN/HfO2 with interface Al impurities, Ti1-xAlxN/HfO2, and TiAl/TiN/HfO2. When Al atoms substitute for the interface Ti atoms at TiN/HfO2 interface, interface dipole fields become stronger, leading to the increase of phi(p) and thereby the n-type shift of effective work function. In Ti1-xAlxN/HfO2 interface, phi(p) linearly increases with the Al content, attributed to the presence of interface Al atoms. On the other hand, in TiAl/TiN/HfO2 interface, where Al is assumed not to segregate from TiAl to TiN, phi(p) is nearly independent of the thickness of TiAl. Our results indicate that Al impurities at the metal/dielectric interface play an important role in controlling the effective work function, and provide a clue to understanding the n-type shift of the effective work function observed in TiAl/TiN/HfO2 gate stacks fabricated by using the gate-last process.
机译：我们执行第一原理的密度函数计算，以研究Al掺入对p型肖特基势垒高度（PHI（P））的影响，以及各种高k /金属栅极堆叠的有效功函数，例如锡/ hfo2界面Al杂质，Ti1-XalXN / HFO2和TiAl / TiN / HFO2。当Al原子代替TIN / HFO2接口的界面TI原子时，接口偶极场变得更强，导致PHI（P）的增加，从而增加了有效功函数的n型转变。在TI1-XALXN / HFO2界面中，PHI（P）与AL含量线性增加，归因于接口AL原子。另一方面，在TiAl / TiN / HFO2界面中，假设Al不从Tial隔离到锡，Phi（P）几乎与Tial的厚度无关。我们的结果表明，金属/介电界面处的Al杂质在控制有效功函数方面发挥着重要作用，并提供了理解在制造的TiAl / Tin / HFO2栅极堆叠中观察到的有效工作功能的n型换档的线索使用栅极 - 最后一个过程。

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