DE19803665A1 - Transistor for analog circuit functions - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transistor, insbeson dere einen PMOS-Transistor, für analoge bzw. gemischt ana log/digitale Schaltungsfunktionen.The present invention relates to a transistor, in particular a PMOS transistor, for analog or mixed ana log / digital circuit functions.
Zur Erhaltung bzw. Steigerung der internationalen Wettbe werbsfähigkeit ist es notwendig, die Kosten, die zur Reali sierung einer bestimmten elektronische Funktion aufzuwenden sind, ständig zu senken und somit die Produktivität kontinu ierlich zu steigern. Der Garant für die Produktivitätssteige rung in den letzten Jahren war und ist dabei die CMOS-Techno logie. Die CMOS-Technologie verdankt ihre herausragende Stel lung vor allem dem kleinen Platzbedarf der MOS-Transistoren selbst sowie der Möglichkeit, die MOS-Transistoren in einer integrierten Schaltung mit höchster Packungsdichte anzuord nen. Hinzu kommen der geringe Leistungsverbrauch und, mit fortschreitender Strukturverkleinerung, auch eine hohe Schaltgeschwindigkeit.To maintain or increase international competition ability to work it is necessary to reduce the costs to reali a certain electronic function are constantly lowering and thus productivity continues to increase. The guarantee for productivity increases CMOS techno has been in the past few years logic. The CMOS technology owes its outstanding position especially the small space requirement of the MOS transistors itself as well as the ability to use the MOS transistors in one integrated circuit with the highest packing density nen. Add to that the low power consumption and, with progressive reduction in structure, also a high one Switching speed.
In der Regel kommen andere Technologien, beispielsweise die Bipolar-Technologie oder die EEPROM-Technologie, nur noch dann zum Einsatz, wenn die spezifischen, von der CMOS-Techno logie nicht oder nur unzureichend abgedeckten Eigenschaften der jeweilige anderen Technologie gefragt sind. Beispiele für solche, von der CMOS-Technologie nicht oder nur unzureichend abgedeckten Eigenschaften sind die nichtflüchtige Speiche rung, die Fähigkeit vorgegebene Ströme zu treiben, höchste Geschwindigkeit oder sehr gute Analogeigenschaften.As a rule, other technologies come, for example that Bipolar technology or EEPROM technology, only then used when the specific, by the CMOS techno logic not or only insufficiently covered properties the respective other technology are in demand. examples for those that are not or only insufficiently from CMOS technology covered properties are the non-volatile spoke tion, the ability to drive predetermined currents, highest Speed or very good analog properties.
Allerdings sind Kostenvorteile der CMOS-Technologie gegenüber den anderen Technologien so groß, daß es das Ziel vieler Ent wicklungen ist, die CMOS-Technologie so zu verbessern, daß sie eine immer größere Menge von Eigenschaften abdecken kann. Insbesondere ist es da Ziel vieler Entwicklungen, die Analo geigenschaften der CMOS-Technologie zu verbessern.However, CMOS technology has cost advantages over it the other technologies so large that it is the goal of many ent is to improve CMOS technology so that it can cover an increasing number of properties. In particular, it is the goal of many developments, the analo to improve the properties of CMOS technology.
Um die Analogeigenschaften der CMOS-Technologie zu verbes sern, ist es zum einen notwendig, die Parameter der Bauele mente entsprechend der gewünschten elektronischen Funktion zu optimieren. Zum anderen ist es notwendig, eine ausreichende Stabilität dieser Parameter über die Lebensdauer des Eauele ments zu gewährleisten. Leider gibt es eine Reihe von Degra dationsmechanismen, die sich negativ auf die elektrischen Pa rameter eines MOS-Transitors auswirken.To improve the analog properties of CMOS technology On the one hand, it is necessary to set the parameters of the components elements according to the desired electronic function optimize. Second, it is necessary to have an adequate Stability of these parameters over the life of the Eauele to ensure. Unfortunately there are a number of Degra dation mechanisms that negatively affect the electrical Pa parameters of a MOS transistor.
Der dabei am besten untersuchte Degradationsmechanismus ist die sogenannte "HE-Degradation" (ME = Hot Elektron). Beim Be trieb eines MOS-Transistors tritt am drainseitigen Kanalrand eine Feldstärkespitze auf, welche die Kanalelektronen bis na he an ihre Grenzgeschwindigkeit beschleunigen kann. Einige dieser sogenannten "heißen Elektronen" können die Potential barriere an der Gateoxid-Grenzfläche überwinden und in das Gateoxid gelangen. Dort können diese Elektronen unter anderem Si-H Bindungen aufbrechen und somit Grenzflächenzustände er zeugen.The best studied degradation mechanism is the so-called "HE degradation" (ME = hot electron). When loading Driven by a MOS transistor occurs on the drain side channel edge a field strength peak, which the channel electrons to na can accelerate to their limit speed. Some these so-called "hot electrons" can have the potential overcome barrier at the gate oxide interface and into that Gate oxide. There these electrons can among other things Si-H bonds break and thus he interface states testify.
Bei einem n-Kanal MOS-Transistor äußern sich die "Hot-Elek tron-Effekte" vor allem in eine Degradation des Drainstroms. Bei einem p-Kanal MOS-Transistor äußern sich die "Hot-Elek tron-Effekte" vor allem in einer Verkürzung der effektiven Kanallänge. Als wirksame Gegenmaßnahme gegen diese Effekte wird heute in der Regel eine sogenannte "LDD-Dotierung" (LDD = "Lightly Doped Drain") der Source-/Drainbereiche angewandt. Weiterhin wurde vorgeschlagen, geringe Mengen an Fluor oder Chlor in das Gateoxid einzubringen, um die HE-Degradation zu mindern (Yasushiro Nishioka et al. IEEE Electron Device Let ters, Vol. 10, No.4, 141 (1989); Chii-Wen Chen et al. Jpn J. Appl. Phys., Vol. 35, 2590 (1996) oder P. Singer, Semiconduc tor International, April 1997, p. 38). Die so erzielte Minde rung der HE-Degradation ist jedoch in der Regel nicht ausrei chend, um den Mehraufwand zu rechtfertigen, den eine Einbrin gung von Fluor oder Chlor in das Gateoxid mit sich bringt. Dementsprechend wird diese Methode nicht in der Massenferti gung eingesetzt.In the case of an n-channel MOS transistor, the "hot elec tron effects "especially in a degradation of the drain current. In the case of a p-channel MOS transistor, the "hot elec tron effects "especially in shortening the effective Channel length. As an effective countermeasure against these effects So-called "LDD doping" (LDD = "Lightly Doped Drain") of the source / drain areas applied. It has also been proposed to use small amounts of fluorine or Introduce chlorine into the gate oxide to reduce the HE degradation reduce (Yasushiro Nishioka et al. IEEE Electron Device Let ters, vol. 10, no. 4, 141 (1989); Chii-Wen Chen et al. Jpn J. Appl. Phys., Vol. 35, 2590 (1996) or P. Singer, Semiconduc Tor International, April 1997, p. 38). The Minde achieved in this way However, HE degradation is usually not sufficient appropriate to justify the additional effort that a Einbrin fluorine or chlorine in the gate oxide. Accordingly, this method is not used in mass production used.
Neben der Degradation der Transistorparameter durch "heiße Elektronen" spielt die Degradation der Transistorparameter durch ein über einen längeren Zeitraum andauerndes Anlegen einer Gatespannung bei erhöhten Temperaturen ("Bias Tempera ture Stress", BTS) insbesondere für analoge bzw. gemischt analog/digitale Schaltungsfunktionen eine wichtige Rolle.In addition to the degradation of the transistor parameters by "hot Electrons "play the degradation of the transistor parameters due to long-term investing a gate voltage at elevated temperatures ("Bias Tempera ture stress ", BTS) especially for analog or mixed analog / digital circuit functions play an important role.
Bei analogen bzw. gemischt analog/digitalen Schaltungsfunk tionen werden einige der MOS-Transistoren oft in einem Ar beitspunkt betrieben, der sehr empfindlich auf Veränderungen der Einsatzspannung des Transistors reagiert. Dieser Ar beitspunkt ist durch eine Gatespannung charakterisiert, die nur wenig über der Einsatzspannung des MOS-Transistors liegt. Dementsprechend führen auch kleine Schwankungen in der Ein satzspannung des MOS-Transistors zu relativ großen Schwankun gen in dem Strom, der am Arbeitspunkt durch den MOS-Transi stor fließt. Da typische Anwendungen bei analogen Schaltungs funktionen einen möglichst gut definierten Strom durch den jeweiligen MOS-Transistor benötigen, können derartige Schwan kungen in der Einsatzspannung des MOS-Transistors in der Re gel nicht hingenommen werden.With analog or mixed analog / digital circuit radio ion some of the MOS transistors are often in one ar operating point, which is very sensitive to changes the threshold voltage of the transistor reacts. This ar The operating point is characterized by a gate voltage, the is only slightly above the threshold voltage of the MOS transistor. Accordingly, even small fluctuations in the lead Set voltage of the MOS transistor to relatively large fluctuations conditions in the current flowing through the MOS transi at the operating point stor flows. Since typical applications in analog circuit functions a well-defined flow through the Such MOS transistor can need such swan kungen in the threshold voltage of the MOS transistor in the Re gel are not accepted.
Leider führt die Degradation durch den "Bias Temperature Stress" (ETS) gerade zu einer Veränderung der Einsatzspannung mit den erwähnten negativen Auswirkungen auf die analogen Schaltungsfunktionen. Um das Problem der durch den "Bias Tem perature Stress" verursachten Drift in Analogschaltungen zu lösen, wurden bisher in der Regel rein schaltungstechnische Maßnahmen ergriffen. Diese schaltungstechnischen Maßnahmen sollen verhindern, daß über einen längeren Zeitraum eine Spannung an das Gate eines MOS-Transistors angelegt wird.Unfortunately, the degradation leads to the "bias temperature Stress "(ETS) just changes the operational tension with the mentioned negative effects on the analog Circuit functions. To solve the problem caused by the "Bias Tem perature stress "caused drift in analog circuits solve, were previously purely circuitry Action taken. These circuitry measures are intended to prevent a Voltage is applied to the gate of a MOS transistor.
Die genannten schaltungstechnischen Maßnahmen komplizieren jedoch Entwurf der Schaltung und kosten außerdem zusätzliche Chipfläche, die somit nicht für andere elektronische Schal tungsfunktionen genutzt werden kann. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Transistor bereitzustellen, das die genannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet oder mindert. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegen den Erfindung, einen Transistor bereitzustellen, bei der das Problem der durch den "Bias Temperature Stress" verursachten Drift in Analogschaltungen auf technologischem Weg ohne zu sätzliche schaltungstechnische Maßnahmen gelöst oder wesent lich gemindert werden kann.Complicate the circuitry measures mentioned however design the circuit and also cost additional Chip area, which is therefore not for other electronic scarf functions can be used. It is therefore the task of the present invention to provide a transistor that avoids the mentioned disadvantages of the prior art or diminishes. In particular, it is a task of the present the invention to provide a transistor in which the Problem caused by the "Bias Temperature Stress" Technically drifts in analog circuits without Additional circuitry measures solved or essential Lich can be reduced.
Diese Aufgabe wird von dem Transistor gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Ausgestaltun gen und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.This object is achieved by the transistor according to claim 1 solved. Further advantageous embodiments, Ausgestaltun conditions and aspects of the present invention result from the subclaims of the description and the enclosed Drawings.
Erfindungsgemäß wird ein Transistor für analoge Schaltungs funktionen mit zumindest einem Sourcebereich, zumindest einem Drainbereich, einem zwischen dem Sourcebereich und dem Drain bereich angeordneten Kanalbereich, einem über dem Kanalbe reich angeordneten Gatedielektrikum und einer über dem Gate dielektrikum angeordneten Gateelektrode bereitgestellt. Der erfindungsgemäße Transistor ist dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Kanalbereichs größer als das zweifache der mi nimalen Strukturgröße des für die Herstellung des Transistors verwendeten Herstellungsverfahrens ist und in dem Gatedielek trikum Fremdatome aus der Gruppe der Halogene vorgesehen sind.According to the invention, a transistor for analog circuit functions with at least one source area, at least one Drain area, one between the source area and the drain area arranged channel area, one above the channel area richly arranged gate dielectric and one above the gate dielectric gate electrode provided. Of the Transistor according to the invention is characterized in that the width of the channel area is greater than twice the mi nominal structure size of the for the manufacture of the transistor manufacturing process used and in the gateielek trical foreign atoms from the group of halogens are.
Jedes Herstellungsverfahren für integrierte Schaltungen be sitzt eine kleinste herstellbare Strukturgröße, welche übli cherweise mit F ("Feature Size") bezeichnet wird. Sollen mit einem solchen Herstellungsverfahren, kurz Technologie ge nannt, MOS-Transistoren hergestellt werden, so werden diese Transistoren, so ausgebildet, daß die Breite des Kanalbe reichs ("effektive Kanalbreite") gleich der kleinsten her stellbaren Strukturgröße ist. Auf diese Weise läßt sich eine möglichst hohe Integration der MOS-Transistoren gewährlei sten. Leider besitzen derartige MOS-Transistoren nur ungenü gende Analogeigenschaften, so daß sie nur für digitale Schal tungsfunktionen verwendet werden können.Any integrated circuit manufacturing process is the smallest structure size that can be manufactured is usually denoted by F ("Feature Size"). Should with such a manufacturing process, technology for short called, MOS transistors are made, so these Transistors, designed so that the width of the Kanalbe reichs ("effective channel width") equal to the smallest adjustable structure size is. In this way one can ensure the highest possible integration of the MOS transistors most. Unfortunately, such MOS transistors have only inadequate analog properties, so that they are only for digital scarf tion functions can be used.
Der erfindungsgemäße Transistor hingegen ist so ausgebildet, daß die Breite des Kanalbereichs größer als das zweifache der minimalen Strukturgröße der für die Herstellung des Transi stors verwendeten Herstellungsverfahren ist. Dies hat zur Folge, daß sich im eingeschaltetem Zustand des Transistor ei ne hinreichend flache Ausgangskennlinie ergibt, d. h. mit zu nehmender Spannung zwischen Source und Drain bleibt der Strom zwischen Source und Drain nahezu konstant.The transistor according to the invention, however, is designed that the width of the channel area is greater than twice that minimum structure size for the manufacture of the transi manufacturing process used. This has to Consequence that when the transistor ei ne results in a sufficiently flat output characteristic, d. H. with too increasing voltage between source and drain, the current remains almost constant between source and drain.
Darüber hinaus ist der erfindungsgemäße Transistor dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gatedielektrikum Fremdatome aus der Gruppe der Halogene vorgesehen sind. Durch das Einbringen von Fremdatomen aus der Gruppe der Halogene in das Gatedi elektrikum wird der sich negativ auswirkende Effekt des "Bias Temperature Stress" (ETS) deutlich vermindert. Dies hat zur Folge, daß die Einsatzspannung des erfindungsgemäßen Transi stors während der Lebensdauer des Transistors nur geringen Schwankungen unterworfen ist. Dementsprechend kann in der Re gel auf zusätzliche schaltungstechnische Naßnahmen zur Unter drückung des "Bias Temperature Stress" verzichtet werden.In addition, the transistor according to the invention is thereby characterized in that foreign atoms in the gate dielectric the group of halogens are provided. By bringing in of foreign atoms from the group of halogens into the gatedi the negative effect of "bias Temperature Stress "(ETS) significantly reduced Consequence that the threshold voltage of the Transi invention only slightly during the life of the transistor Is subject to fluctuations. Accordingly, in the Re gel on additional circuitry measures to the sub pressing the "bias temperature stress" can be dispensed with.
Der erfindungsgemäße Transistor besitzt somit zu einem eine hinsichtlich Anologeigenschaften optimierte Kennlinie zu an deren eine ausreichende Stabilität diese Kennlinie über die Lebensdauer des Transistors.The transistor according to the invention thus has a one characteristic curve optimized with regard to anolog properties whose sufficient stability this characteristic curve over the Life of the transistor.
Bevorzugt sind in dem Gatedielektrikum Fluor und/oder Chlor vorgesehen.Fluorine and / or chlorine are preferred in the gate dielectric intended.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Breite des Kanalbereichs größer als das drei- bis sechsfache der minimalen Struktur größe der für die Herstellung des Transistors verwendeten Technologie ist.Furthermore, it is preferred if the width of the channel area larger than three to six times the minimum structure size of the used for the production of the transistor Technology is.
Außerdem ist es bevorzugt, wenn der Sourcebereich und der Drainbereich jeweils in der Nähe des Kanalbereichs einen Be reich geringerer Leitfähigkeit aufweisen.It is also preferred if the source region and the Drain area in the vicinity of the channel area have lower conductivity.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung ist die Anzahl der Fremdatome in dem Gatedielektrikum so gewählt, daß die Kapazität des aus der Gateelektrode, dem Ga tedielektrikum und dem Kanalbereich gebildeten Kondensators um mindestens 2%, bevorzugt mindestens 5%, gegenüber dem Wert ohne Fremdatome verringert ist. Die Änderung der Kapazität sollte jedoch 20% nicht übersteigen.According to another embodiment of the present invention is the number of foreign atoms in the gate dielectric chosen that the capacitance of the from the gate electrode, the Ga tedielectric and the channel region formed capacitor by at least 2%, preferably at least 5%, compared to the value is reduced without foreign atoms. The change in capacity however, should not exceed 20%.
Weiterhin ist bevorzugt, wenn die Fremdatome durch eine Im plantation in die Gateelektrode und eine anschließend Diffu sion in das Gatedielektrikum eingebracht sind.It is further preferred if the foreign atoms are replaced by an Im plantation in the gate electrode and then a diffu sion are introduced into the gate dielectric.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren der Zeich nung näher dargestellt. Es zeigen: The invention is based on the figures of the drawing shown in more detail. Show it:
Fig. 1-3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Transistoranordnung, Fig. 1-3 is a schematic representation of a method for the production of the transistor arrangement according to the invention,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Transistors, und Fig. 4 is a schematic representation of a transistor according to the invention, and
Fig. 5 eine Meßkurve zur Illustration der durch die erfin dungsgemäße Transistoranordnung gewonnene Verbesserung hinsichtlich der ETS-Degradation. Fig. 5 is a measurement curve to illustrate the improvement in ETS degradation obtained by the inventive transistor arrangement.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine schematische Darstellung ei nes Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Transi storanordnung, einem n-dotierten Siliziumsubstrat 1. Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Siliziumwafers mit und über dem Siliziumsubstrat 1 angeordneten Oxidschicht 2, welche das Ga tedielektrikum des späteren p-Kanal MOS-Transistors bildet. Über der Oxidschicht 2 ist eine Polysiliziumschicht 3 aufge bracht, welche die Gateelektrode des späteren p-Kanal MOS- Transistors bildet. Der in Fig. 1 gezeigte Zustand eines Si liziumwafers entspricht beispielsweise dem Zustand, den ein Siliziumwafer in einem Standard-CMOS Prozeß annimmt, nachdem die Wannen der CMOS-Transistoren und die Isolation (nicht ge zeigt) der einzelnen Transistoren bereits erzeugt worden ist. Figs. 1 to 3 show a schematic representation of egg nes method for producing the inventive Transistor storanordnung, an n-type silicon substrate 1. Fig. 1 shows a section of a silicon wafer with and arranged above the silicon substrate 1 oxide layer 2 , which forms the Ga tedielectric of the later p-channel MOS transistor. Over the oxide layer 2 , a polysilicon layer 3 is brought up, which forms the gate electrode of the later p-channel MOS transistor. The state shown in FIG. 1 of a silicon wafer corresponds, for example, to the state that a silicon wafer assumes in a standard CMOS process after the wells of the CMOS transistors and the insulation (not shown) of the individual transistors have already been produced.
Anschließend werden durch eine Implantation Fluoratome in die Polysiliziumschicht 3 eingebracht. Die Implantation erfolgt beispielsweise bei einer Energie von 40 keV und einer Dosis von 5 1015 bis 1 1016 cm-2. Die sich daraus ergebende Situation ist in Fig. 2 gezeigt.Fluorine atoms are then introduced into the polysilicon layer 3 by an implantation. The implantation takes place, for example, at an energy of 40 keV and a dose of 5 10 15 to 1 10 16 cm -2 . The resulting situation is shown in Fig. 2.
Es folgt die Erzeugung einer Phosphorglasschicht 4 (PSG = Phosphorous Silicate Glass) auf der Polysiliziumschicht 3. Durch die bei Erzeugung der Phosphorglasschicht 4 notwendige Temperaturbehandlung oder durch eine eigens durchgeführte Temperaturbehandlung erfolgt zu einen eine Dotierung der Po lysiliziumschicht mit Phosphoratomen zum anderen erfolgt eine Diffusion des Fluors in die Oxidschicht 2. Die sich daraus ergebende Situation ist in Fig. 3 gezeigt.A phosphor glass layer 4 (PSG = Phosphorous Silicate Glass) is produced on the polysilicon layer 3 . Due to the temperature treatment required when producing the phosphor glass layer 4 or through a specially carried out temperature treatment, the polysilicon layer is doped with phosphorus atoms and the fluorine diffuses into the oxide layer 2 . The resulting situation is shown in Fig. 3.
Durch die Diffusion des Fluors in die Oxidschicht 2 ist die Kapazität des aus der Polysiliziumschicht 3, der Oxidschicht 2 und dem KaSubstrat 1 gebildeten Kondensators um 6% gegen über dem Wert ohne Fluor verringert.Due to the diffusion of the fluorine into the oxide layer 2 , the capacitance of the capacitor formed from the polysilicon layer 3 , the oxide layer 2 and the Ka substrate 1 is reduced by 6% compared to the value without fluorine.
Der Prozeß zur Herstellung des p-Kanal MOS-Transistors kann dann gemäß einem Standard-CMOS Verfahren fortgesetzt werden, um den vollständigen p-Kanal MOS-Transistor zu erzeugen. Die se Schritte sind an sich bekannt, so daß auf sie nicht weiter eingegangen werden muß.The process of making the p-channel MOS transistor can then continue according to a standard CMOS process, to create the full p-channel MOS transistor. The These steps are known per se, so do not continue on them must be received.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungs gemäßen Transistors. In dem n-dotierten Siliziumsubstrat 1 werden durch Implantation der p⁺-dotierte Sourcebereich 5 und der p⁺-dotierte Drainbereich 6 erzeugt. Sowohl der Sour cebereich 5 als auch der Drainbereich 6 besitzen jeweils ei nen Bereich 5a, 6a geringerer Leitfähigkeit (LDD = "lightly doped drain"). Zwischen dem Sourcebereich 5 und dem Drainbe reich 6 ist der Kanalbereich 7 unterhalb des Gatedielektri kums 2 angeordnet. Die Breite des Kanalbereichs 7 zwischen den Bereichen 5a; 6a geringerer Leitfähigkeit ist dabei das fünffache der minimalen Strukturgröße des für die Herstellung des Transistors verwendeten Herstellungsverfahrens. Fig. 4 shows a schematic representation of a transistor according to the Invention. The p⁺-doped source region 5 and the p⁺-doped drain region 6 are produced in the n-doped silicon substrate 1 by implantation. Both the source area 5 and the drain area 6 each have an area 5 a, 6 a of lower conductivity (LDD = "lightly doped drain"). Between the source region 5 and the drain region 6 , the channel region 7 is arranged below the gate dielectric 2 . The width of the channel area 7 between the areas 5 a; 6 a lower conductivity is five times the minimum structure size of the manufacturing method used for manufacturing the transistor.
An der Seite des Gateelektrode 3 sind Spacer 8 angeordnet, die zur Herstellung der Bereiche 5a, 6a dienen.Spacers 8 are arranged on the side of the gate electrode 3 and are used to produce the regions 5 a, 6 a.
Fig. 5 zeigt eine Meßkurve zur Illustration der durch den er findungsgemäßen Transistor gewonnenen Verbesserung hinsicht lich der ETS-Degradation. An den in Fig. 4 gezeigten PMOS- Transistor wurde bei einer Temperatur von 210°C 1000 Sekunden lang eine Gatespannung von -8,5 V angelegt. Die Meßkurve zeigt die Degradation des Drain-Stroms (Y-Achse in Prozent) bei verschiedenen Gatespannungen (X-Achse in Volt). Die ecki gen Symbole stellen Meßwerte eines Transistors dar, der zwar identischen Abmessungen wie ein erfindungsgemäßer Transistor aufweist, jedoch ohne daß Fluoratome in das Gatedielektrikum eingebracht worden sind. Die runden Symbole stellen Meßwerte eines erfindungsgemäßen Transistors dar, bei dem Fluoratome im Gatedielektrikum vorgesehen sind. Fig. 5 shows a measurement curve to illustrate the improvement obtained by the transistor according to the invention with regard to ETS degradation. A gate voltage of -8.5 V was applied to the PMOS transistor shown in FIG. 4 at a temperature of 210 ° C. for 1000 seconds. The measurement curve shows the degradation of the drain current (Y axis in percent) at different gate voltages (X axis in volts). The square symbols represent measured values of a transistor which has identical dimensions as a transistor according to the invention, but without the introduction of fluorine atoms into the gate dielectric. The round symbols represent measured values of a transistor according to the invention, in which fluorine atoms are provided in the gate dielectric.
Aus der Meßkurve ist die Verbesserung des Degradationsverhal tens insbesondere bei kleinen Gatespannungen deutlich erkenn bar.The improvement in the degradation behavior is from the measurement curve at least clearly visible, especially with small gate voltages bar.
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