Impact of strain on access resistance in planar and nanowire CMOS devices
Rémy Berthelon
(1, 2, 3)
,
F. Andneu
(1)
,
F. Triozon
(1)
,
M. Cassé
(1)
,
L. Bourdet
(4)
,
G. Ghibaudo
(5)
,
D. Rideau
(2)
,
Y.M. Niquet
(4)
,
S. Barraud
(1)
,
P. Nguyen
(1)
,
C. Le Royer
(1)
,
J. Lacord
(1)
,
C. Tabone
(1)
,
O. Rozeau
(1)
,
D. Dutartre
(2)
,
Alain Claverie
(3)
,
E. Josse
(2)
,
F. Arnaud
(2)
,
M. Vinet
(1)
1
CEA-LETI -
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information
2 ST-CROLLES - STMicroelectronics [Crolles]
3 CEMES - Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales
4 LSIM - Laboratory of Atomistic Simulation
5 IMEP-LAHC - Institut de Microélectronique, Electromagnétisme et Photonique - Laboratoire d'Hyperfréquences et Caractérisation
2 ST-CROLLES - STMicroelectronics [Crolles]
3 CEMES - Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales
4 LSIM - Laboratory of Atomistic Simulation
5 IMEP-LAHC - Institut de Microélectronique, Electromagnétisme et Photonique - Laboratoire d'Hyperfréquences et Caractérisation
M. Cassé
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755505
- ORCID : 0000-0002-4934-2445
G. Ghibaudo
- Fonction : Auteur
- PersonId : 170596
- IdHAL : gerard-ghibaudo
- ORCID : 0000-0001-9901-0679
- IdRef : 069253099
D. Dutartre
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755188
- ORCID : 0000-0001-8210-461X
Alain Claverie
- Fonction : Auteur
- PersonId : 173241
- IdHAL : alain-claverie
- ORCID : 0000-0003-2211-4618
- IdRef : 060160756
F. Arnaud
- Fonction : Auteur
- PersonId : 8405
- IdHAL : fabien-arnaud
- ORCID : 0000-0002-8706-9902
- IdRef : 081141270
M. Vinet
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756257
- ORCID : 0000-0001-6757-295X
Résumé
We fabricated and in-depth characterized advanced planar and nanowire CMOS devices, strained by the substrate (sSOI or SiGe channel) and by the process (CESL, SiGe source/drain). We have built a novel access resistance (R ACC ) extraction procedure, which enables us to clearly evidence the strong impact of back-bias and strain on R acc (-21% for 4 V V B and -53% for -1GPa stress on pMOS FDSOI). This is in agreement with Non-Equilibrium-Green-Functions (NEGF) simulations. This RAcc(strain) dependence has been introduced into SPICE, leading to +6% increase of the RO frequency under ε n/p =0.8%/-0.5% strain, compared to the state-of-the-art model. It is thus mandatory for predictive benchmarking and optimized IC designs.