Электропроводность тонких диэлектрических пленок с нанокристаллами кремния

• Автор: Аржанникова, София Андреевна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 182 с. : ил.

Список УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

ВАХ (I-V)- вольт-амперная характеристика

ВИМС- вторично- ионная масс спектрометрия

ВРЭМ- высокоразрешающая электронная микроскопия

ВФХ (С-V)- вольт-фарадная характеристика

КРС- комбинационное рассеяние света

МДП- структура метал - диэлектрик - полупроводник

МОП- структура метал - окисел - полупроводник

ОПЗ- область пространственного заряда

ППС- плотность поверхностных состояний

ПХО- плазмохимическое осаждение
ФЛ- фотолюминесценция
ELA- (excimer laser annealing) эксимерный лазерный отжиг
Содержание
Список условных обозначений и сокращений
Содержание
Введение
Научная новизна работы
Практическая значимость работы
Положения, выносимые на защиту
Глава I. Формирование и свойства нанокристаллов кремния
§ 1.1. Методы формирования напокристаллических включений кремния
§ 1.2. Зародышеобразование в аморфном кремнии
§ 1.3. Методы расчета электронного спектра нанокристаллов
§ 1.4. Оптические и электрические свойства диэлектрических пленок, содержащих
кластеры кремния
Глава II. Методики измерений и подготовка образцов
§ 2.1. Методика измерений проводимости, дифференциальной емкости и
проводимости высокоомных пленок
§ 2.2. Метод комбинационного рассеяния света применительно к
нанокристаллическим включениям
§ 2.3. Методика измерений спектров фотолюминесценции
§ 2.4. Методика радиационно-термических обработок, подготовки образцов и их
описание
Глава III. Формирование нанокристаллов в пленках аморфного гидрогенизированного кремния при радиационно-термических обработках и их свойства

§3.1. Исследование формирования нанокристаллов кремния и анализ их
размеров, формы, концентрации
§ 3.2. Анализ электронного спектра нанокристаллов
§ 3.3. Исследование механизмов транспорта заряда в пленках аморфного
гидрогенизированного кремния с нанокристаллами кремния
§ 3.4. Активация мелкой примеси в пленках аморфного кремния
§ 3.5. Активация мелкой примеси в кристаллическом кремнии и создание мелких р-п
переходов
Глава IV. Свойства пленок нитрида кремния с нанокластерами кремния
§ 4.1. Оптические свойства пленок нитридов, обогащенных кремнием
§ 4.2. Проводимость лазерно обработанных образцов
§ 4.3. Расчетный электронный спектр нанокристаллов кремния в нитриде кремния. 148 Глава V. Емкость и проводимость оксида кремния с кремниевыми включениями
§ 5.1. Энергетический спектр нанокристаллов кремния в 8Ю2
§ 5.2. Влияние кулоновской блокады на проводимость слоя оксида кремния с
нанокристаллами кремния в МДП-структуре
§ 5.3. Исследование вклада локализованных состояний на проводимость оксида
кремния и емкость МДП-структур
Основные результаты
Заключение
Список литературы

кривую исследуемого диода можно разделить на два участка: (1)- 0-7В, ток растет монотонно с увеличением напряжения на затворе, (2)- 7-9В, ток резко возрастает с увеличением напряжения, и наблюдаются три ступеньки. Такие эффекты наблюдаются только в пленках а-81, содержащих наноразмерные включения, и при замене в диоде пленки пс-БЕН на пленку аморфного кремния, таких электрофизических эффектов нет. По мнению авторов, особенности на 1-У и С-У связаны с квантово-размерными эффектами в нанокристаллах. Условие наблюдения одноэлектронной зарядки задается следующим неравенством:

УУ кт (20)

где е2/2С - кулоновская энергия электрона в квантовой точке, а С - емкость квантовой точки. Теоретически, когда размер нанокристаллов меньше 3 нм, величина С составляет 10'19 Ф и Ес становится равной 55 мэВ, что больше, чем характерная энергия электрона при комнатной температуре (кТ=26 мэВ). При таких размерах нанокристаллов эффект резонансного туннелирования может проявляться и при комнатной температуре. [40]
Авериным Д.В. с соавторами в [41] предложена модель протекания тока через систему двух туннельно-прозрачных барьеров. Она учитывает наличие дискретного энергетического спектра в квантовой яме. Пусть каждый уровень энергии вырожден р раз, и q электронов занимают этот уровень. Общее количество электронов в яме равно п. В случае, когда вероятность туннелирования электрона через эмиттерный барьер значительно больше, чем через коллекторный,