Инжекционная деградация и модификация структур металл-диэлектрик-полупроводник при сильнополевых и радиационных воздействиях

• Автор: Андреев, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 342 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава I. Деградация и модификация МДП-структур при сильнополевых и радиационных воздействиях

1.1. Зарядовая структура и дефекты термических плёнок 8Ю

на кремнии

1.2. Воздействие сильных электрических полей на кремниевые МДП-структуры

1.3. Влияние радиационных и плазменных воздействий на характеристики МДП-структур

1.4. Методы инжекции заряда в подзатворный диэлектрик

МДП-структур

Выводы к главе I
Глава II. Метод управляемой токовой нагрузки для исследования МДП-структур
2.1. Основы метода управляемой токовой нагрузки
2.2. Использование метода управляемой токовой нагрузки для исследования процессов генерации и релаксации положительного заряда в МДП-структурах
2.3. Совместное использование методов управляемой токовой нагрузки и токов термостимулированной деполяризации
2.4. Способы оперативного контроля параметров МДП-структур в рамках метода управляемой токовой нагрузки
2.5. Установки для реализации метода управляемой токовой нагрузки и его совместного использования с методом ТСД
Выводы к главе!!

Глава III. Модификация МДП-структур сильнополевой инжекцией, протонным облучением и плазменными обработками
3.1. Инжекционная модификация МДП структур в сильных электрических полях
3.2. Влияние параметров пленки фосфорно-силикатного стекла
на модификацию МДП-структур
3.3. Инжекционная обработка МДП-структур с термической пленкой двуокиси кремния
3.4. Модификация МДП-структур плазмоструйной и высокочастотной плазменными обработками
3.5. Протонная модификация МДП-структур
3.6. Модель сильнополевой инжекционной модификации и деградации МДП-структур
3.7. Моделирование процессов инжекционной модификации и деградации МДП-структур
Выводы к главе III
Глава IV. Исследование инжекционной деградации МДП-структур при воздействии сильных электрических полей
4.1. Деградация МДП-структур с термической Si02 при инжек-
ции электронов в сильных электрических полях
4.2. Зарядовая деградация МДП-структур с термической Si02, пассивированной фосфорно-силикатным стеклом в сильных электрических полях
4.3. Особенности зарядовой деградации МДП-структур с различными электродами и при инжекции электронов из металлического электрода

4.4. Генерация и релаксация положительного заряда в МДП-структурах с термической пленкой 8Ю2 при сильнополевой инжекции электронов
4.5. Послеинжекционная релаксация зарядового состояния МДП-структур с термической пленкой БЮг пассивированной

Выводы к главе IV
Глава V. Деградация МДП-структур при протонных и плазменных воздействиях
5.1. Зарядовая деградация МДП-структур при протонных облучениях
5.2. Релаксация зарядового состояния МДП-структур после протонного облучения
5.3. Влияние плазмоструйной обработки на изменение зарядового состояния МДП-структур
5.4. Изменение зарядового состояния МДП-структур после воздействия ВЧ плазмы
5.5. Метод имитационных инжекционных испытаний радиационной стойкости МДП-структур
Выводы к главе V
Глава VI. Применение метода управляемой токовой нагрузки и результатов исследования инжекционной деградации и модификации МДП-структур в производстве интегральных схем и полупроводниковых приборов
6.1. Автоматизированная установка контроля качества МДП-структур, реализующая метод управляемой токовой нагрузки
при облучении в существенной степени зависят от данных процессов. Кроме того, важными факторами, влияющими на формирование радиационно индуцированного заряда, являются толщина пленки двуокиси кремния, технология её получения и материал затвора [68].
Пострадиационное встраивание поверхностных состояний является одной из важнейших проблем радиационной физики МДП-структур [14, 69-70]. Совместное протекание процессов релаксации положительного заряда и медленного встраивания поверхностных состояний при облучении определяет зависимость радиационного поведения МДП-структур от мощности дозы облучения и температуры. Для прогнозирования поведения МДП-структур в условиях космического пространства важное значение имеет вопрос о механизмах активного пострадиационного встраивания поверхностных состояний при длительных временах.
Сложились два основных подхода к объяснению этого эффекта: водородная и конверсионная модели. Водородная модель предполагает активную химическую роль водородосодержащих комплексов (в основном протонов) в генерации поверхностных состояний. При достижении ионами водорода границы раздела БКвЮг происходит образование поверхностных состояний, чаще всего в соответствии с реакцией [3, 69]:
э БШ + Н* + е -> = + Н° -> = вь + Н2 (1.1)
В настоящее время доказан факт участия водорода в образовании поверхностных состояний и возможность его взаимодействия с Е'-центрами. Многочисленные эксперименты [10] прямо свидетельствуют о существенной роли процессов переноса заряженных водородосвязанных комплексов формирования поверхностных состояний. Отдельные авторы пытаются объяснить весь комплекс явлений образования амфотерных поверхностных состояний в рамках процесса (1.1). Однако объективный анализ показывает, что ряд принципиальных наблюдений не находит однозначной интерпретации в рамках традиционной водородной модели, основанной на реакции