Электрические и фотоэлектрические характеристики и свойства кремниевых МДП-структур с диэлектрическими слоями из оксидов иттрия, гадолиния и европия

• Автор: Пирюшов, Виталий Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 153 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. СВОЙСТВА ОКСИДОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

1.1. Общая характеристика и свойства редкоземельных элементов.

1.2. Структура оксидов редкоземельных элементов

1.3. Электрофизические свойства оксидов редкоземельных элементов

2. МЕТОДИКА ПОЛУЧЕНИЯ ОБРАЗЦОВ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ

2.1. Методика изготовления кремниевых МДП-структур с диэлектрическими слоями из оксидов редкоземельных элементов
2.2. Экспериментальные установки для исследования электрических характеристик МДП-структур
2.3. Экспериментальные установки для исследования фотоэлектрических характеристик МДП-систем
3. ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРЕМНИЕВЫХ МДП-СТРУКТУР С ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПЛЕНКАМИ ИЗ ОКСИДОВ ИТТРИЯ, ЕВРОПИЯ И ГАДОЛИНИЯ
3.1. Механизм прохождения тока на постоянном напряжении в кремниевых МДП-структурах с ОРЗЭ в качестве диэлектрика
3.2. Проводимость и диэлектрические потери в кремниевых МДП-структурах с оксидами иттрия, гадолиния и европия на переменном сигнале
3.3. Вольт-фарадные характеристики кремниевых МДП-структур с ОРЗЭ в качестве диэлектрика
3.4. Исследование генерационных процессов в кремниевых МДП-структурах методом Цербста
3.5. Исследование влияния температуры окисления пленки РЗЭ на характеристики МДП-структур

3.5.1. Влияние температуры получения оксида иттрия на электрические параметры МДП-структур
3.5.2. Влияние температуры получения диэлектрических пленок на
генерационные параметры
3.6. Характеристики электрического пробоя пленок оксида иттрия, гадолиния
и европия в кремниевых МДП-структурах
3.6.1. Кинетические характеристики электрического пробоя
3.6.2. Температурные характеристики пробоя
4. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРЕМНИЕВЫХ МДП-СТРУКТУР С ОКСИДАМИ ИТТРИЯ И ЕВРОПИЯ В КАЧЕСТВЕ ДИЭЛЕКТРИКА
4.1. Методика определения высот энергетических барьеров на межфазных границах МДП-систем методом внутренней фотоэмиссии
4.2. Анализ спектральной зависимости фотоинжекционного тока
4.3. Анализ вольтаической зависимости фотоинжекционного тока
5. ПАРАМЕТРЫ АКТИВНЫХ ЦЕНТРОВ ЗАХВАТА НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В КРЕМНИЕВЫХ МДП-СТРУКТУРАХ С ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПЛЕНКАМИ ИЗ ОКСИДОВ ИТТРИЯ И ЕВРОПИЯ
5.1. Методика определения локализации и плотности захваченного заряда в объеме диэлектрика
5.2. Плотность и локализация захваченного заряда в диэлектрических пленках оксида иттрия и европия
5.3. Энергетическая глубина залегания электронных ловушек в диэлектрических пленках оксида иттрия и европия
5.4. Влияние ультрафиолетового излучения на электрофизические свойства
структур А1-У2Оз-81 и А1-Еи203^
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ БИС - большая интегральная схема,
ВАХ - вольт-амперная характеристика,
ВФХ - вольт-фарадная характеристика,
ДП - диэлектрик - полупроводник,
ДМ - диэлектрик - металл,
МДП - металл -диэлектрик-полупроводник,
Ме - металл,
МОП - металл-оксид-полупроводник,
ОПЗ - область пространственного заряда,
ОРЗЭ - оксид редкоземельного элемента,
ПС - поверхностные состояния,
РЗЭ - редкоземельный элемент,
СБИС — сверхбольшая интегральная схема,
УФ - ультрафиолетовый (-ое).

Термическое окисление пленок РЗЭ проводилось в трубчатой муфельной печи типа СУОЛ - 0.4.4, в кварцевую трубу которой помещались кварцевые лодочки с образцами. Температура в печи регистрировалась с помощью измерительной термопары типа платина-платинородий и потенциометра ПП - 63. Температурный режим в печи автоматически поддерживался с помощью регулятора, состоящего из контролирующей термопары и задатчика температуры типа ТВР- 1338.
Контакты к пленке оксида РЗЭ изготавливались вакуумным термическим напылением алюминия через трафарет. Площадь электрода составляла 2,7-10'3 см2. Для исследования характеристик пробоя часть образцов имела свободную поверхность. При этом применялся прижимной электрод, изготовленный из тонкой заточенной молибденовой проволоки с диаметром острия 0,07 мм. Тыльный омический контакт к кремнию создавался вакуумным термическим напылением алюминия из молибденовой лодочки при остаточном давлении (2-г 3) • 10°Тор на предварительно шлифованную поверхность кремниевой подложки.
На полученных структурах с нанесенными на диэлектрическую пленку ОРЗЭ металлическими контактами измерялись вольт-фарадные, вольт-амперные характеристики, исследовались свойства межфазной границы диэлектрик-полупроводник.
Для изучения фотоэлектрических характеристик и явления внутренней фотоэмиссии поверх слоя ОРЗЭ наносились полупрозрачные металлические электроды из алюминия.
При изучении закономерностей электрического пробоя диэлектрических пленок использовался прижимной зондовый контакт из вольфрама к пленке оксида РЗЭ. Использование прижимных контактов при изучении явления пробоя пленок ОРЗЭ позволило проводить большое число измерений одинаковых характеристик пробоя на одной и той же пластине. Это позволяло осуществлять в дальнейшем статистическую обработку полученных