Исследование процессов прохождения переходных токов монополярной инжекции в диэлектриках с моноэнергетическими ловушками

• Автор: Багинский, Игорь Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 206 c. : ил

Глава I. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕОРИИ ТОКОВ МОНОПОЛЯРНОЙ ИНЖЕКЦИИ В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЛОЯХ
1.Х. Определение тока монополярной инжекции,условия его проявления
1.2. Контактные явления
1.3. Стационарный ток монополярной инжекции
1.4. Переходной ток монополярной инжекции
1.5. Постановка задачи исследования
Глава 2. ТЕОРИЯ ПЕРЕХОДНОГО ТОКА В ДИЭЛЕКТРИКАХ ПРИ
ОГРАНИЧЕННОМ УРОВНЕ МОНОПОЛЯРНОЙ ИНЖЕКЦИИ
2.1. Формулировка задачи
2.2. Анализ возможных механизмов прохождения переходного тока монополярной инжекции через диэлектрические слои
2.3. Анализ переходного тока монополярной инжвк-ции в диэлектриках при линейном законе
эмиссии
2.4. Переходной ток в диэлектрических слоях при нелинейном законе монополярной инжекции
2.5. Обсуждение результатов и выводы по главе 2
Глава 3. МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПЕРЕ-• ХОДНЫХ ТОКОВ МОНОПОЛЯРНОЙ ИНЖЕКЦИИ В ■ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЛОЯХ
3.1. Компенсационный метод измерения переходных токов в диэлектрических слоях
3.2. Мостовая измерительная схема с ключевыми мостовыми элементами
3.3. Интегрирующий метод измерения переходного
тока
3.4. Импульсный компенсационный метод измерения напряжения плоских зон

3.5. Метод установления механизма прохождения переходного тока монополярной инжекдии в диэлектрических слоях
3.6. Шводы по главе
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИп ПРОЦЕССОВ ПРОХОЖДЕНИЯ ПЕРЕХОДНОГО ТОКА ЧЕРЕЗ ТОНКИЕ ПЛЕНКИ НИТРИДА КРЕМНИЯ - КОМПОНЕНТЫ МНОП-СТРЖЕУР
4.1. Локальные коротковременные токи в диэлектрических пленках - компонентах МНОП-струк-тур (Область сверхвысоких электрических
полей)
4.2. Исследование переходного тока инжекдии электронов в МНОП-структурах (Область вы -соких электрических полей)
4.3. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

За последние три десятилетия возникло и интенсивно развивается новое направление физической электроники - диэлектри -ческая электроника, изучающее электрофизические процессы в диэлектриках и широкозонных полупроводниках.Перспективность этого направления связана с широким применением диэлектрических материалов в качестве активных и пассивных компонент приборов современной микроэлектроники, оптоэлектроники и квантовой электроники. Для большинства этих приборов характерен неста -ционарный режим работы, время переключения приборов микроэлектроники уже достигло пикосекундного диапазона [I]. В связи с этим возникла необходимость детального изучения нестационар -ных токов в диэлектрических слоях.
В частности, за последние два десятилетия интенсивно изучались процессы прохождения переходного инжекционного тока (ПИТ) в диэлектрических слоях. Поскольку процесс прохождения ПИТ сопровождается формированием объемного заряда, сосредоточенного на ловушках в диэлектрическом слое, то в настоящее время этот эффект широко используется в элементах памяти (см., например, [2]). Отметим, что кроме чисто практических задач по расчету электрических и энергетических характеристик при -боров с диэлектрическими компонентами, исследования процессов, возникающих при прохождении ПИТ, представляют большой физический и методический интерес, связанный с уникальной возможностью разделения во времени (и, поэтому, - отдельного изуче -ния) различных эффектов, определяющих характер измерения ПИТ.
Поэтому, представляется актуальным теоретический и экспериментальный анализ задачи о прохождении переходных токов мо-нополярной инжекции через диэлектрические слои, содержащие МО-

рениях к настоящему времени недостаточно изучен. В литературе описан лишь метод, основанный на двойной импульсной инжекции.
В работах [148] и [149] было предложено определять вели -чину энергетической глубины залегания ловушек, используя по -дачу на образец двух импульсов напряжения одинаковой амплитуды с задержкой между концом первого импульса и началом второго Д { , в условиях медленного захвата. Нетрудно показать,что при наличии резервуарного контакта, начальная величина тока при подаче второго импульса будет равна М :
и,о =“„^(У-^)2/2с13, (1.44)
где = еГ)ь($2/2еео. (Предполагалось однородное распределе -ние захваченного на первом импульсе заряда, что, очевидно, справедливо для больших Л I •)
Тогда
1/2
2 е&с п, = —-гг t е а
Г/ 12Л.У 'А
УI ££ 1^,0 !• (1Л5)
Зная тепарв зависимость П . от Д I
П+ = П* о ех?(~ *1 )' (Ь46)
1 "1
где = [ибМе//>(-укТ)], нетрудно определить Тд . Объединяя теперь двухимпульсные измерения с анализом времени установления стационарного значения тока, равного , и анализируя температурную зависимость Тд , нетрудно определить N. , 6*
Как справедливо отмечалось в [148], часто определение величины
0 затруднено, так как при больших величинах у приходится измерять ток при малых значениях времени. Поэтому, в