Исследование зарядовых дефектов в структурах металл-диэлектрик-полупроводник в условиях сильнополевой туннельной инжекции

• Автор: Васютин, Денис Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Калуга
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Введение
Содержание

ГЛАВА 1. Зарядовые дефекты и методы контроля дефектности структур металл-диэлектрик полупроводник и приборов на их основе
1.1. Дефекты изоляции и зарядовые дефекты МДП-структур
1.2. Методы контроля дефектности МДП-структур
1.3. Процессы накопления зарядов и генерации дефектов в МДП-структурах на основе термической двуокиси кремния в условиях сильнополевой туннельной инжекции
1.4. Единый подход к исследованию и контролю дефектов изоляции и зарядовой стабильности диэлектрических пленок МДП-структур
Выводы к главе
ГЛАВА 2. Разработка инжекциониого метода контроля дефектности диэлектрических слоев МДП-структур, реализующего единый подход к исследованию и контролю дефектов изоляции и зарядовой стабильности
2.1. Система параметров комплексной оценки зарядовой нестабильности и дефектности МДП-структур
2.2. Выбор инжекционных методов определения параметров, МДП-структур
2.3. Методика комплексной оценки зарядовой нестабильности и дефектности МДП-структур
2.4. Экспериментальные установки, применяемые для исследования и контроля зарядовых дефектов в условиях сильнополевой инжекции носителей
Выводы к главе

ГЛАВА 3. Моделирование процессов переноса и накопления зарядов в
зарядовых дефектах МД П-структур
3.1. Исследование влияния характеристик областей зарядовых дефектов на напряжение, микропробоя МДП-структур
3:2. Модель зарядовой нестабильности МДП-структур, содержащих зарядовые дефекты
3.3. Исследование процессов переноса заряда в зарядовых дефектах МДП-структур БГЗЮг-роИ-З!
3.4. Моделирование процессов накопления зарядов в зарядовых дефектах МДП-структур в условиях сильнополевой туннельной инжек-ции
Выводы к главе
ГЛАВА 4. Исследование процессов переноса и накопления зарядов в1
зарядовых дефектах МДП-структур в производстве полупроводниковых приборов:
4.1. Исследование влияние режимов сильнополевой туннельной ин-жекции электронов в подзатворный диэлектрик МДПтСтруктур на. результатыхтатистического контроля зарядовой дефектности
4.2. Влияние технологических факторов, на зарядовую дефектность МДП-транзисторов
4.3. Автоматизированная установка контроля качества МДП-структур, реализующая! инжекционный метод контроля параметров диэлектрических слоев в производственных условиях
4.4. Оперативное управление технологическим процессом получения подзатворного диэлектрика МДП-транзисторов
Выводы к главе

Заключение
Общие выводы
Литература
Применение электрохимического метода [82] дает информацию только о грубых дефектах изоляции. Метод начального пробоя [83] вьивляет дефекты,

ухудшающие изолирующие свойства, но не позволяет оценивать характеристики заряда диэлектрика. Рассмотренные методы контроля дефектности ориентированы на выявление "слабых" мест диэлектрических слоев, не дают информации об изменении параметров, определяемых площадью структуры, - емкости, эффективного заряда диэлектрика, напряжения плоских зон, плотности поверхностных состояний. Напротив, методы контроля зарядовой стабильности [84] не чувствительны к локальным аномальным изменениям параметров.
Взаимодействие электронных пучков с двуокисью кремния определяется явлениями ионизации [85]. Во время* облучения образуется* пространственный заряд в диэлектрике и увеличивается плотность поверхностных состояний [86-87]. В [88] показано, что отжиг не позволяет полностью устранить повреждения пленок двуокиси кремния, возникающие при электронном облучении. В пленках 8Ю2 под действием облучения-возникают электронные ловушки с сечением захвата 10'15 - 10"18 см2 и концентрацией Ю10 - 1012 см2. Сечения захвата слабо зависят от температуры [89].
Появившиеся в последнее время зондовые методы исследования нано-размерных структур с использованием туннельной и атомосиловой микроскопии пока не нашли своего применения в исследовании и контроле дефектности МДП-структур, что связано по-видимому со сложностью обнаружения зарядовых дефектов малых размеров и интерпретацией получаемых результатов.
Для анализа дефектности диэлектрических слоев МДП-труктур используется также методика ПКатр, входящая в международную систему определения параметров полупроводниковых приборов ЛЮЕС-35 [84]. Методика основана на ступенчатом увеличении тока, пропускаемого сквозь МДП-структуру через равные промежутки времени. Прохождение тока приводит к