Высокополевая туннельная инжекция в системах металл-диэлектрик-полупроводник и разработка методов их контроля

• Автор: Столяров, Александр Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 307 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Высокополевая туннельная инжекция в методах контроля дефектности и зарядовой стабильности МДП-систем
1.1. Дефекты в системах металл-диэлектрик-полупроводник
1.2. Методы исследования и контроля МДП-структур, использугаиие токополевые воздействия
1.3. Высокополевая туннельная инжекция в МДП-системах
1.4. Зарядовая нестабильность МДП-систем в условиях
высокополевой туннельной инжекции
Выводы
Глава 2. Инжекционные методы исследования и контроля
МДП-систем в сильных электрических полях
2.1. Способы и устройства для измерения напряжения микропробоя МДП-систем
2.2. Определение положения центроида заряда, накопленного в диэлектрике, и оценка генерационных характеристик границы раздела и ОПЗ полупроводника
по измерениям напряжения микропробоя
2.3. Инжекционный метод исследования МДП-систем в режиме постоянного тока
2.4. Совместное применение методов инжекции заряда в диэлектрик и ТСД для исследования и контроля характеристик центров захвата в диэлектрических
слоях МДП-систем
2.5. Экспериментальные установки для измерения электрофизических параметров МДП-систем в условиях высокополевой туннельной инжекции
Выводы
Глава 3. Исследование процессов зарядовой нестабильности
МДП-систем в условиях туннельной инжекции
3.1. Исследование накопления и растекания отрицательного заряда в системе Si-Si02 -ФСС-Al при инжекции электронов из кремния
3.2. Зарядовая нестабильность системы Si-Si02-ФСС-А1
при инжекции электронов из А1-электрода
3.3. Исследование влияния толщины пленки ФСС на процессы зарядовой нестабильности в системе
Si-Si02 -ФСС-Al в условиях туннельной инжекции
3.4. Исследование зарядовой нестабильности систем Si-Si02-Al, Si-Si02 -ФСС-Al и Si-Si02-Si*, изготовленных в одном технологическом цикле
3.5. Исследование МДП-систем в неравновесных
условиях при протекании токов туннельной инжекции
3.6. Исследование дефектности изоляции и зарядовой стабильности МДП-систем в режиме постоянного тока
туннельной инжекции
Выводы
Глава 4. Моделирование зарядовой нестабильности МДП-систем в условиях высокополевой туннельной инжекции
4.1. Модель зарядового состояния системы Si-Si02-Al
в условиях высокополевой туннельной инжекции
4.2. Модель зарядового состояния системы Si-Si02-ФСС-А1 при высокополевой туннельной инжекции
4.3. Моделирование зарядовой нестабильности системы Si-Si02-CC-Al при инжекции электронов из кремния
4.4. Влияние режимов высокополевой инжекции
на зарядовую деградацию МДП-систем
4.5. Модели зарядовой нестабильности ЩП-систем в условиях неравномерного распределения тока туннельной инжекции
4.6. Исследование процессов накопления зарядов в диэлектрике дефектных областей МДП-систем
Si-Si02
4.7. Моделирование зарядовой нестабильности МДП-систем Si-Si02-ФСС-Al в условиях неравномерного
протекания туннельного тока
Выводы
Глава V. Применение инжекционных методов контроля в
производстве МДП-БИС
5.1. Контроль дефектности подзатворного диэлектрика в производстве МДП-БИС методом измерения напряжения микропробоя
5.2.Сравнительная оценка методов контроля дефектности диэлектрических пленок
5.3. Применение зондов с жидким электродом при исследовании и контроле МДП-структур
5.4. Применение импульсных инжекционных воздействий для контроля структур с плавающим затвором и контроль качества технологического процесса получения подзатворного диэлектрика по напряжению инверсии
5.5. Моделирование выхода годных микросхем по дефектности подзатворного диэлектрика
5.6. Исследование влияния технологических операций
на дефектность подзатворного диэлектрика
5.7. Совершенствование технологического процесса получения подзатворного диэлектрика на основе исследований дефектности изоляции и зарядовой стабильности

равной или большей энергии запрещенной зоны двуокиси кремния, после чего они способны вызвать межзонную ударную ионизацию, в результате которой образуется электронно-дырочная пара с низкоэнергетическим электроном. Образовавшиеся таким образом дьр-ки под действием приложенного электрического поля движутся к катоду и образуют в прикатодной области положительный заряд. Однако, образование положительного заряда в тонких диэлектрических пленках, в электрических полях меньших 6 MB/см недостаточных для возникновения межзонной ударной ионизации, потребовало привлечения других теоретических моделей, объясняющих генерацию положительного заряда [73,128]. В ряде работ рассматривается модель [73,118,128], в которой предполагается, что инжектированные в диэлектрик электроны вызывают возбуждение электронно-дьрочной подсистемы Si02, в результате чего могут происходить структурные изменения в Si02, приводящие к появлению положительного заряда. В работах [98,107] для объяснения генерации положительного заряда наряду с механизмом межзонной ударной ионизации привлекался механизм ловушечно-зонной ударной ионизации, требующий для своей реализации наличие электронов с энергией большей или равной глубине ловушки.
Накопление положительного заряда связывают также с инжек-цией в диэлектрик МДП-систем дырок и последующим их захватом на ловушки в двуокиси кремния [32,64,127] . Причем инжекция дырок может происходить за счет возбуждения дырочной подсистемы под действием облучения светом и снижения высоты потенциального барьера для туннелирования дырок из контактов [127]. Появление дырок в двуокиси кремния в сильных электрических ПОЛЯХ связывается также с их генерацией в результате взаимодействия инжектированных электронов с анодной границей раздела [127].
Важную роль как в процессе роста термической двуокиси кремния [127], так и в процессе зарядовой деградации МДП-систем в условиях высокополевой туннельной инжекции играет во-