Электролюминесценция и проводимость слоев двуокиси кремния на кремнии в сильных электрических полях

• Автор: Кручинин, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 158 c. : ил

С0ДЕР1АНИЕ

ГЛАВА I. Инжекция электронов в ЗЮ2 и их перенос

в сильном электрическом поле

§ I. Проводимость системы 31-3102 -металл

в сильных электрических полях

§ 2. Особенности электролитического контакта

§ 3. Методика эксперимента. .

§ 4*. Особенности проводимости системы БЛ-Бнеэлектролит в сильных электрических ПОЛЯХ. 22 § 5. Ударная ионизация в структурах 3і-3і02,

ГЛАВА II. электролюминесценция в структурах 3і-3і02.

Механизмы возбуждения

§ I. Люминесцентные методы исследования структур 3і-3і02

§ 2. Методика определения спектрального состава электролюминесценции системы Si.-Si
-электролит
§ 3. Влияние интерферениции на спектр люминесценции тонких диэлектрических слоев
§ 4. Механизмы возбуждения электролюминесценции
в системе 3і-3і02 ‘-электролит. . ... , *. 56 § 5. Взаимосвязь между механизмом возбуждения электролюминесценции и особенностями проводимости диэлектрика. . . .
ГЛАВА IIIі. Электролюминесценция в структурах 3і-3і02.
Характеристики центров свечения
§ Г. Зависимость интенсивности спектральных полос электролюминесценции от способа формирования структур ЗІ-ЗІ02

§ 2’. Характеристики центров люминесценции
в полосе 1,9 эВ
§ 3. Характеристики центров свечения
в полосе 2,2 эВ
§ 4. Характеристики центров люминесценции
в полосе 2,7 эВ
§ 5. Использование электролюминесценции для изучения процессов термического и анодного окисления кремния
ГЛАВА ІУ. Использование электролюминесценции для изучения изменений свойств структур 3і-3і02 в сильных электрических ПОЛЯХ
§ I. Основные результаты исследования полевой деградации структур зі-зіо2 (по литературным данным)
§ 2. Изменение зарядового состояния структур
3і-3і02 в сильных электрических полях
§ 3. Изменение проводимости и спектра электролюминесценции структур 31-3102 в сильных электрических ПОЛЯХ, .о
основные вывода
УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ
Актуальность. В настоящее время структуры Зх-зю2 являются основой широкого класса полупроводниковых приборов: транзисторов и диодов, приборов с зарядовой связью и светоизлучающих приборов, элементов памяти и др. £е]. Появление запоминающих устройств и светоизлучающих приборов на основе структур 31-зю2 , в которых окисный слой играет активную роль и для рабочего режима которых характерно наличие в окионом слое электрических полей напряженностью до 10 МВ/см, привело к необходимости дополнить традиционное для микроэлектроники исследование характеристик границы раздела 31-зю2 исследованием объемных свойств окисного слоя и механизмов их изменения под действием сильного электрического поля, что стимулировало поиск наиболее перспективных методов таких исследований. Перспективными в этом отношении являются различные люминесцентные методы, которые обладают высокой чувствительностью к наличию дефектов и примесей и позволяют получать экспресс-информацию о составе и строении окисных слоев на кремнии. Наиболее интересным с точки зрения установления взаимосвязи между структурными особенностями диэлектрика и его электрофизическими характеристиками является наблюдение электролюминесценции, сопровождающей токоперенос в сильном электрическом поле, поскольку электролюминесценция представляет собой проявление взаимодействия электронов проводимости 00 структурными особенностями окисла. Интенсивность и спектральный состав электролюминесценции должны отражать как природу этих элементов структуры, так и особенности переноса носителей заряда и изменение этих особенностей под действием сильного электрического поля. Однако метод электролюминесценции не получил широкого распространения для исследования электронных процессов в структурах 31-3±02 и свойств окисных слоев на кремнии. Причины
-£~0
§ 3. Влияние интерференции на спектр люминесценции тонких диэлектрических слоев
Если центр люминесценции находится внутридиэлектрического слоя, толщина которого сравнима с длиной волны излучаемого света, то отраженные от границ раздела с подложкой и внешней средой лучи являются когерентными и могут интерферировать. Это явление может приводить к искажению истинной формы спектра люминесценции.
Точный расчет влияния интерференции на спектр излучения является громоздкой математической задачей даже в простейшем варианте однослойной системы. Такой расчет был выполнен рядом авторов с целью анализа спектров фото- и катодолгомшесценции тонких пленок [54 - 57] . В наиболее общем виде решение этой задачи дано в [57] . В этой работе были получены соотношения, описывающие интерференцию монохроматического плоокополяри-зованного излучения из бесконечно тонкого слоя, находящегося на произвольном расстоянии от внешней границы диэлектрической пленки:
.А-АлГі . «<Г
(2-1)
сенки: л
' «ЙГП,^.соіоЦ + И соЬоС Гі+ о(і)го(*)г
(2'2>
л0^ =а^2Л **»" ттсо5о<”
где Р^'^А) - интенсивность излучения,измеренная на таком
расстоянии от источника,которое значительно превышает толщину диэлектрической пленки - толщина диэлектрической пленки