Многослойные полупроводниковые структуры с неоднородно распределенными параметрами

• Автор: Бормонтов, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 386 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Теоретические модели адмиттанса поверхностных состояний и метод МОП адмиттанса для исследования межфазных границ раздела с неоднородно распределёнными параметрами
1.1. Основные теоретические модели адмиттанса поверхностных состояний и модификации метода МОП адмиттанса
1.2. Туннельно-флуктуационная модель адмиттанса поверхностных состояний
1.2.1. Однородное пространственное распределение ловушек в диэлектрике
1.2.2. Экспоненциальное распределение ловушек в диэлектрике „
1.3. Метод адмиттанса для исследования поверхностных состояний с учётом туннельных и флуктуационных эффектов
1.3.1. Равномерное распределение ловушек
1.3.2, Экспоненциальное распределение ловушек
1.4. Одночастотные экспресс-методики определения поверхностных параметров МДП-структур
1.4.1. Планарно-неоднородные структуры
1.4.2. Структуры с ловушками, заглубленными в диэлектрик
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ГЛАВА 2. Физические модели и методы исследования МДП-структур с
неоднородно распределёнными параметрами слоев
2.1. Электрофизические методы исследования МДП-структур
2.1.1. Теория ёмкости идеальной МДП-структуры
2.1.2. Вольт-фарадные методы исследования

2.2. Модель вольт-фарадных характеристик планарно-неоднородной МДП-структуры со сложным профилем легирования полупроводника для определения электрофизических параметров структуры
2.2.1. Моделирование вольт-фарадных характеристик планарнонеоднородной МДП-струкгуры
2.2.2. Моделирование вольт-фарадных характеристик ионно-легированных МДП-структур
2.3. Бесконтактный способ исследования зарядовых свойств структуры Sl-Si02 методом вибрационного динамического конденсатора
2.4. Контроль планарной неоднородности дозы легирующей примеси
2.5. Комплексная методика электрофизического диагностирования
2.6. Автоматизированная установка для контроля электрофизических
характеристик МДП-структур
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3. Физико-технологическое моделирование планарно-неоднородных и ионно-легированных МОП-транзисторных структур для оптимизации МОП
технологии
3.1. Принципы моделирования МОП-транзисторных структур
3.2. Модель планарно-неоднородного МОП-транзистора в области слабой инверсии
3.3. Физико-технологические модели ионно-легированных МОП-транзисторов
3.3.1. Профили распределения легирующей примеси в подзатворной области
3.3.2. Полуаналитическая модель МОП-транзистора с индуцированным каналом (обогащённого типа)
3.3.3. Моделирование МОП-транзистора со встроенным каналом (обеднённого типа)

3.4. Модель п(р)-канального МОП инвертора. Оптимизация процесса изготовления п(р)-канальных МОП ИС по статическим параметрам пары тестовых транзисторов
3.5. Расчёт дозы легирования для выравнивания пороговых напряжений
комплементарной пары транзисторов интегрального КМОП инвертора
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4. Электрофизические и радиационные методы исследования МДП-элементов интегральных микросхем
4.1. Спектроскопия поверхностных состояний в МДП-транзисторе
4.2. Методика определения флуктуационного и поверхностных параметров планарно-неоднородного МОП-гранзистора
4.3. Нестационарная спектроскопия поверхностных состояний в режиме постоянного подпорогового тока МДП-транзистора
4.4. Анализ профиля распределения заряда в диэлектрике МДП-транзистора по спектральным зависимостям фотоэмиссионного тока
4.5. Повышенная генерация поверхностных состояний в МДП-элементах ИС под воздействием ультрафиолетового и рентгеновского излучений..
4.6. Автоматизированный комплекс для исследования МДП-элементов интегральных микросхем электрофизическими и радиационными
методами
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ГЛАВА 5. Перспективные структуры функциональной полупроводниковой
электроники с использованием неупорядоченных и анизотропных слоев
5.1. Функциональные свойства неупорядоченных полупроводниковых плёнок и структур кремний - несобственный неупорядоченный оксид с большой
площадью гетероперехода
5.1.1. Хемосорбционный эффект поля в поверхностно-допированных газовых сенсорах на основе неупорядоченных плёнок БпОг и №

Из других модификаций метода полной проводимости следует отметить графические методики Саймона [20] и Нораса [21], а также метод термостимулированной проводимости (ТЭС) [22]. В методе ТЭС измерения производились на фиксированной частоте, что позволило упростить аппаратурную реализацию. Однако измерения проводимости МДП-структуры в зависимости от температуры требуют учёта изменения поверхностного потенциала с температурой, для чего необходимо решать уравнение [22]
^Рв{Т) - МЦ - ЬУ*(т) - гГ(Т0)]- 4^(7-) - уг.(т0)] =0, (1.30)
где £ = 1+^^, Ь- — N - концентрация легирующей примеси в
С, С,
полупроводнике, То - температура, при которой значение поверхностного потенциала известно (например, комнатная).
В целом же метод ТЭС является температурной модификацией известного метода Николлиана-Гоетцбергера [1] и сохраняет его недостатки, связанные со сложностью обработки экспериментальных данных. Ценность метода термостимулированной проводимости состоит в упрощении оборудования для его реализации по сравнению с многочастотными методиками.
Отметим, что существенным фактором в методе адмиттанса является нарушение высокочастотного режима при измерении емкости МДП-структуры. Согласно анализу Боудри [23] и качественным соображениям Гоетцбергера [24], вблизи плоских зон частота 1 МГц может оказаться недостаточной для исключения влияния захвата на быстрые поверхностные состояния. Это обстоятельство приводит к появлению в расчетных спектрах ПС ложных экстремумов вблизи краев запрещенной зоны. Учет фактора захвата на быстрые ПС приводит к устранению ложных экстремумов и делает энергетический спектр достаточно плавным. В целом метод адмиттанса обладает высокой чувствительностью к малым плотностям ПС и микронеоднородности поверхностного заряда [25], что делает его предпочтительным для контроля и анализа поверхностных параметров МДП-структур.