Влияние облучения на свойства КНИ структур и полевых элементов со встроенным каналом на их основе

• Автор: Пажин, Дмитрий Михайлович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 115 с. : ил.

1.1 Общие сведения о структурах кремний на изоляторе и технологии их изготовления

1.2 Радиационные эффекты в кремнии

1.3 Радиационные эффекты в диэлектрике 8Ю2

1.4 Радиационные эффекты в кремниевых диэлектрик полупроводник структурах

1.5 Радиационные эффекты в кремниевых МДП элементах

1.6 Ожидаемые особенности радиационных эффектов в КНИ структуре и МДП элементах на ее основе
1.7 Несколько слов о КНИ магниточувствительном элементе с управляющей полевой системой МДДМ типа КНИ нолевом

датчике Холла

1.8 Обоснование выбранного направления исследований

Глава 2 Методика эксперимента

2.1 Исследуемые образцы

2.2 Исследование электрофизических характеристик компонентов
КНИ структуры
2.2.1 Исследование структурных характеристик слоя кремния КНИ структуры
2.2.2 Исследование электрических характеристик слоя кремния КНИ структур
2.2.3 Исследование характеристик слоя встроенного диэлектрика и границы раздела встроенный диэлектрик кремний КНИ структур
2.3 Исследование электрических и магнитных характеристик КНИ полевых датчиков Холла
2.4 Радиационное воздействие
2.4.1 Радиационное воздействие на КНИ структуры
2.4.2 Радиационные воздействие на КНИ полевой датчик Холла
Глава 3 Радиационные эффекты в КНИ структурах
3.1 Радиационные эффекты в слое встроенного диэлектрика КНИ структуры
3.2 Особенности радиационноиндуцированного изменения структурных свойств слоя кремния КНИ структуры
3.3Исследование влияния радиации на изменение электрических
характеристик слоя кремния КИ структуры Выводы к главе 3
Глава 4 Радиационные эффекты в КНИ полевых датчиках Холла
4.1 Моделирование распределения концентрации носителей заряда в
слое кремния КНИ МДПДМ элементов
4.2 Основные электрические характеристики КНИ ПДХ
4.3 Влияние стационарного ионизирующего облучения на электрические характеристики КНИ ПДХ
4.4 Исследование влияния схемы включения электродов КНИ ПДХ на изменение характеристик при стационарном ионизирующем гаммаоблучении
4.4.1 Влияние облучения на характеристики КНИ ПДХ, при облучении в пассивном режиме
4.4.2 Влияние облучения на характеристики КНИ ПДХ, находящихся в процессе облучения в активном режиме
4.5 Исследование возможности управления радиационным поведением характеристик КНИ ПДХ за счет независимого друг от друга изменения напряжения на полевых затворах в процессе облучения
4.6 Влияние нейтронного облучения на КНИ ПДХ
Выводы к главе 4
Глава 5 Эффекты импульсного ионизирующего облучения в
КНИ полевых датчиках Холла
5.1 Моделирование релаксационных процессов в канале КНИ двухзатворных микроэлектронных элементов со встроенным каналом
5.2 Экспериментальное изучение релаксационных эффектов в канале 3 КНИ ПДХ при воздействии импульсного ионизирующего облучения
Выводы к главе 5
Основные результаты
Заключение
Список использованной литературы


Впервые установлено, что различия в кинетике образования, пространственном распределении и концентрации радиационных дефектов в слое кремния КНИ структуры и массивнОхМ монокристалле кремния связаны с влиянием упругого и электрического полей встроенного диэлектрика. Впервые показано, что основными причинами изменения электропроводности слоя кремния КНИ структуры при облучении гаммаквантами с дозой, не приводящей к изменению электропроводности массивных монокристаллов кремния, является изменение плотности поверхностных состояний на границе раздела слой кремния встроенный диэлектрик и заряда во встроенном диэлектрике. Разработана и экспериментально подтверждена модель, описывающая изменение основных характеристик КНИ двухзатворных магниточувствительных микроэлектронных элементов под действием импульсного ионизирующего облучения. Продемонстрирована возможность полевого управления характеристиками КНИ полевого датчика Холла за счет использования системы встроенный диэлектрик кремниевая подложка. Предложены схемы включения электродов КНИ полевого датчика Холла, позволяющие увеличить его радиационную устойчивость к воздействию стационарного и импульсного ионизирующего излучения. Это может быть использовано для разработки и изготовления радиационностойких микроэлектронных элементов, таких как датчики магнитного . КНИ полевого датчика Холла в качестве первичного преобразователя. Предложен метод увеличения радиационной стойкости КНИ двухзатворных элементов путем инжекции электронов из массивной кремниевой подложки во встроенный диэлектрик в процессе облучения. Метод позволит минимизировать изменение характеристик как КНИ первичных чувствительных элементов датчиков различных физическиххимических воздействий, так и КНИ интегральных схем различного функционального назначения при воздействии стационарного ионизирующего излучения. Предложена процедура моделирования релаксационных эффектов в токопроводящем канале КНИ двухзатворных микроэлектронных элементов с различным уровнем концентрации носителей и времени жизни. Метод позволяет провести теоретическую оценку предельной рабочей частоты, при которой релаксационные процессы, вызываемые импульсным ионизирующим воздействием, не повлияют на работоспособность соответствующих элементов. Различия в кинетике накопления, пространственном распределении и концентрации устойчивых радиационных дефектов в слое кремния КНИ структуры по сравнению с массивным монокристаллом кремния связаны с влиянием упругого и электрического полей встроенного диэлектрика. КНИ структуры связано не с генерацией характерных для массивных монокристаллов кремния заряженных радиационных дефектов типа вакансия примесный атом и дивакансия, а прежде всего с изменением плотности поверхностных состояний на границе раздела слой кремния встроенный диэлектрик и заряда во встроенном диэлектрике. КНИ структуры. Время релаксации характеристик КНИ полевых датчиков Холла, подвергнутых импульсному ионизирующему облучению, зависит не только от мощности дозы облучения, но и от схемы электропитания датчика. Апробация работы. Российской научной конференции Радиационная стойкость электронных систем Стойкость Лыткарино, . Международном симпозиуме v i i I vi i x ii , iv, . Российской научной конференции Радиационная стойкость электронных систем Стойкость, Лыткарино, . Всероссийской конференции Датчики и детекторы для АЭС ДДАЭС , Пенза, . XVII Международной конференции Взаимодействие ионов с поверхностью ВИЛ , Звенигород, . Ii x i i , Черноголовка, . I vi i i vi, iv, . I. . Международная конференция и Школа по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе, Черноголовка, . I iv i, vi ii, v, i, . Научных семинарах в Учреждении Российской академии наук Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН. По материалам диссертации опубликована печатная работа. Диссертация состоит из введения, 5 глав и основных результатов, изложена на 5 страницах, включая рисунков и списка использованной литературы из 0 наименований.