Процессы переноса и захвата заряда в системе электролит-нитрид кремния-окисел-кремний

• Автор: Набок, Алексей Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 185 c. : ил

Глава I. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОЛИТ

НИТРИД - ОКИСЕЛ - ПОЛУПРОВОДНИК

1.1 Особенности физических процессов в системе электролит - диэлектрик - полупроводник /обзор
лит ературы

1.2 Исследование поляризационных характеристик системы ЭНОП

1.3 Исследование ЭНОП систем методом динамических

вольт-амперных характеристик

Выводы к I главе

Глава II. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОФИЛЯ ЗАХВАЧЕННОГО ЗАРЯДА В ДИЭЛЕКТРИКЕ ШОП И ЭНОП СИСТЕМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМИ МЕТОДАМ

2.1 Распределение захваченного заряда в диэлектрике ШОП структур /обзор литературы

2.2 Исследование профиля захваченного заряда в нитриде кремния емкостными методами в системе ЭНОП
2.3 Определение профиля захваченного в диэлектрике заряда методом измерения релаксационных
токов в ЭДП системе /терия метода
2.4 Изучение влияния различных технологических факторов на распределение заряда в диэлектрике
ШОП структур
Выводы к главе II
Глава III. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА
И ЗАХВАТА ЗАРЯДА В ШОП И ЭНОП СТРУКТУРАХ

3.1 Расчет профиля захваченного заряда в диэлектрике ШОП структур /обзор литературы
3.2 Методика расчета профиля захваченного заряда
в диэлектрике структуры 2і~Зі02-йі5КІ4
3.3 Расчет профиля захваченного заряда в диэлектрике структур ЭНОП и ШОП и определение параметров центров захвата в нитриде кремния
3.4 Моделирование характеристик накопления
заряда в МН0ЇЇ элементах памяти
Выводы к главе III
Глава ІУ. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИРОДЫ ЦЕНТРОВ ЗАХВАТА ЗАРЯДА В
НИТРИДЕ КРЕМНИЯ
4.1 Современные представления о природе центров захвата в нитриде кремния и деградационных изменениях их параметров /обзор литературы
4.2 Исследование неоднородных диэлектрических покрытий, методом послойной эллипсометрии
4.3 Исследование профиля показателя преломления
и скорости травления пленок нитрида кремния методом послойной эллипсометрии
4.4 Исследования деградационных изменений параметров центров захвата в пленках нитрида кремния. 141 Выводы к главе ІУ
Приложение I. Электрофизические характеристики ЦДЛ структур с поликристаллическим кремниевым полевым электродом
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Важную роль в современной электронной технике играют диэлектрические пленки, типичными представителями которых являются слои двуокиси и нитрида кремния. Электрофизические характеристики приборов, изготовленных по планарной технологии, во многом определяются свойствами этих диэлектрических покрытий. Характерной особенностью аморфных диэлектриков, которая определяет их основные электрофизические и оптические свойства, является наличие большой плотности глубоких локальных центров в запрещенной зоне. Физические процессы в неупорядоченных системах, связанные с локальными центрами, такие как: электропроводность, электронная поляризуемость, различные фотоэлектрические эффекты и т.д. очень сложны и в настоящее время недостаточно полно исследованы.
Не ясна также природа этих центров, их микроструктура и механизмы перестройки при различных внешних воздействиях. Поэтому исследование физических свойств таких систем имеет большое научное значение.
Многие проблемы, характерные для физики аморфных диэлектрических слоев, нашли свое отражение в технологии производства электрически перепрограммируемых запоминающих устройств большой информационной емкости на основе структур металл - нитрид кремния-окисел - полупроводник /МНОП ЭППЗУ/. Известно, что наиболее ”уз-ким" местом данной технологии является синтез пиролитических пленок нитрида кремния. Для этого процесса характерна высокая чувствительность параметров получаемых МНОП элементов памяти к небольшим и часто неконтролируемым изменениям технологических условий синтеза, таких как: температура, соотношение между реагирующими компонентами и наличие посторонних примесей. Ситуация осложняется еще и тем, что процесс синтеза не является стационарным, и указанные параметры могут изменяться со временем при выращивании

Сглаживание разброса экспериментальных точек и использование метода зеркального отражения при построении касательной к кривой позволяет уменьшить эту погрешность до приемлемых величин
15 + 20 %.
Таким образом, учитывая все источники погрешности, можно заключить, что точность метода определения §(х) составляет 40 %. Поэтому данный метод может быть использован для получения оценочных качественных сведений о распределении заряда в диэлектрике ЭНОП структуры.
На рис. 2.6 приведены типичные зависимости величины напряжения плоских зон системы - ^г'Оа- ~ 1н раствор КС6 от толщины пленки нитрида. Путем двойного дифференцирования этих кривых были получены профили плотности захваченного заряда при различных длительностях импульса записи, которые приведены на рис.2.7. Как видно на рис. 2.7, встроенный положительный заряд распределен по всей толщине пленки нитрида кремния и его распределение
неоднородно. В частности, плотность заряда в средней части плен17 В тя я
ки составляет ~ (3 + 7)10 см и повышается до (2,5 + 3,0)10 см
в краевых областях пленки нитрида кремния. Плотность захваченного заряда увеличивается с ростом длительности импульса записи. При коротких импульсах записи (10 мс) второй максимум заряда при толщинах (500 + 700)8 не наблюдается. Центроид встроенного заряда, рассчитанный по приведенным зависимостям §(Я^)» расположен на рас-тоянии ~ 250 8 от границы раздела ‘оЮе- при длительности импульса записи 10 мс (это соответствует данным о положении центроида заряда в анологичных структурах, полученным методом динамических ВАХ в I главе) и смещается до расстояний ~ 400 8 при увеличении длительности до I сек.
Наблюдаемое увеличение плотности заряда вблизи границ пленки нитрида кремния в ЭНОП структуре невозможно объяснить в рамках модели заполнения однородно распределенных по толщине пленки &I^