Влияние радиационных воздействий на электрофизические свойства МНОП структур

• Автор: Хан Су Хуан, 0
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Одесса
• Количество страниц: 141 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ • •

ГЛАВА I. ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ МНОП СТРУКТУР ПОД ВЛИЯНИЕМ

РАДИАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ • • ••• • • •

§ I. Общие свойства МНОП структур

§ 2. Изменения характеристик МЩП структур при

облучении ионами и под действием электромагнитного излучения

1. Изменение свойств диэлектрических пленок

. при, облучении ионами * • •

2. Влияние мощного лазерного излучения на характеристики аморфных диэлектриков

3. Облучение ЩЦІ структур ультрафиолетовыми

и рентгеновскими лучами

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
§ I. Образцы для исследований
§ 2. Контактные устройства для измерений
1. Электрофизические измерения
2. Измерения пористости
§ 3. Методики электрофизических измерений
§ 4. Измерение однородности характеристик
МНОП структур по площади
§ 5. Методика высокотемпературного травления
в HCl
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ЖЕСТКОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
НА ХАРАКТЕРИСТИКИ МНОП СТРУКТУР
§ I. Изменение характеристик аморфного нитрида

кремния под действием рентгеновских лучей
§ 2. Влияние ультрафиолетового излучения на
свойства нитрида кремния
§ 3. Кинетика заполнения ловушек в Si? А/4 при
облучении
ГЛАВА 4. ИЗМЕНЕНИЯ В МНОП СТРУКТУРАХ В ПРОЦЕССЕ
ИМПЛАНТАЦИИ ИОНАМИ И ПРИ ЛАЗЕРНОМ ОТЖИГЕ
§ I. Влияние облучения бором и фосфором
на свойства нитрида кремния
§ 2. Влияние мощного лазерного излучения на характеристики тонких.пленок
нитрида кремния
§ 3. Структурные превращения в аморфных пленках нитрида кремния при отжиге в хлористом
водороде • • ••• • *
ВЫВОДЫ
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 126 ‘
ЛИТЕРАТУРА

Нитрид кремния ((Н'^а) широко используется в микроэлектронике для создания пассивирующих слоев, применяется в качестве барьера, затрудняющего диффузию щелочных металлов, используется при изготовлении изолятора в тонкопленочных транзисторах [I]. Этот материал является основной составляющей частью элементов постоянных запоминающих устройств со структурой металл-нитрид--окисел-полупроводник (мНОп) [2, з]. Запись и стирание информации в таких элементах сопровождается зарядкой и разрядкой ловушек в §|‘?Л/а . Эта же способность накапливать заряд на ловушках используется для создания высокопроводящего инверсионного слоя на поверхности кремния в солнечных батареях со структурой ме~ талл-изолятор-полупроводник.
В литературе [2, з] имеется много данных о механизмах зарядки и разрядки ловушек в нитриде кремния, которые основываются на разнообразных моделях переноса заряда через барьеры на контактах и в объеме диэлектрической пленки • Тем не менее
экспериментальные данные о природе ловушек на микроскопическом уровне достаточно ограничены. Кроме того обнаруживается сильная зависимость электрофизических и оптических параметров $^N4 от способа синтеза, состава используемых компонентов, точности поддержания тех или иных технологических параметров процессов синтеза. При любом способе получения , например, при термическом разложении кремнийсодержащих компонентов в атмосфере аммиака и др. (см. гл. I), в состав пленки входит водород, наличие которого определяется по характерным пикам в инфракрасной области спектра поглощения. Наличие водорода в значительной сте-

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ § I. Образцы для исследований

Исследовались пленки нитрида кремния на кремниевых подложках (Si П ~ и p-типа с удельным сопротивлением 4-10 Ом* см).-Нитрид кремния получался реакцией взаимодействий силана и аммиака или тетрахлорида кремния и аммиака в реакторе пониженного давления при температуре 700 - 1100 °С. Отсутствие кислорода контролировалось по положению пика поглощения в инфракрасной области, который для исследования образцов лежал в пределах от 800 см“-*-до 850 см“-*-. В соответствии с результатами работы [81J это свидетельствует о том, что в процессе синтеза в состав пленки не вошел кислород. Исследовались как образцы стехиометрического состава, так и структуры с избытком кремния. Это достигалось за счет увеличения отношения концентрации > 1/40 Б процессе синтеза. Газом носителем при синтезе всех образцов служил аргон. Давление в реакторе было порядка I Topp. Толщины иссле-
° Л
дованных пленок лежали в диапазоне от 500 Д до 3600 /) и контролировались с помощью эллипсометра ЛЭФ-3.
Для проведения последующих измерений образцы подвергались следующим типам воздействий:
i) Облучение инфракрасным лазером на установке Г0С-1001.
Лазер работал в режиме свободной генерации без каких либо дополнительных оптических систем, так что излучение выходило параллельным пучком из активной области диаметром 3 см. Величина энергии в импульсе изменялась путем вариации энергии накачки, запасенной в конденсаторной батарее. В экспериментах энергия в им-