Физико-химические процессы в МОП-структурах, облученных альфа- и бета-частицами

• Автор: Васин, Сергей Вячеславович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Основные представления о радиационных процессах в структурах Бі—БіОг ]
1.1. Накопление объемного заряда в диоксиде кремния и генерация поверхностных состояний на границе кремний - диоксид кремния
1.1.1. Генерация и рекомбинация
1.1.2. Перенос дырок в диоксиде кремния
1.1.3. Захват дырок в 8Ю?
1.1.4. Образование ловушек на границе раздела 8і/8Ю2
1.2. Отжиг объемного и поверхностных зарядов в 8Ю2 после облучения
1.3. Заключение и постановка задачи
Глава 2. Экспериментальное исследование процессов в МОП-структу-рах, инициированных воздействием а- и Р-облучения
2.1. Аппаратура и методы исследования радиационно-индуцированных процессов в МОП-структурах
2.1.1. Измерение параметров МДП - структур высокочастотным вольт-фарадным методом
2.1.2. Установка для облучения а-частицами и расчет поглощенной дозы а-излучения
2.1.3. Установка для облучения р-частицами и расчет поглощенной дозы Р-излучения
2.2. Изменение электрофизических параметров МОП-структур под действием (X облучения
2.2.1. Генерация положительного фиксированного заряда в 8Ю2 под действием а-облучения
2.2.2. Генерация поверхностных состояний на границе 8і/8Ю2 под действием а-облучения

2.3. Сравнительная оценка эффективности дефектообразования в структурах А1-8Ю2-81 под действием а- и р-облучения
2.4. Влияние облучения а- и р-частицами на механические напряжения в структурах 8Н8Ю2
2.5. Сравнительный анализ деградации параметров МОП-структур под действием облучения и стрессовых электрических воздействий
2.5.1. Устройство стрессовых электрических воздействий
2.5.2. Результаты экспериментальных исследований деградации
МОП-структур в электрических полях
2.6. Технологические аспекты стабильности МДП-структур к действию облучения
2.6.1. Влияние предварительной обработки а-частицами на радиационную стойкость МОП-структур
2.6.2. Влияние постметаллизационного отжига на чувствительность
МОП-структур к действию а-облучения
Глава 3. Исследование отжига радиационных нарушений в МОП-струк-турах после а- и р-облучения
3.1. Общие закономерности поведения фиксированного заряда и плотности поверхностных состояний после облучения а- и р-частицами
3.2. Природа центров захвата электронов в БЮ2
3.2.1. Влияние материала затворного электрода на процесс электронного захвата в 8Ю2
3.2.2. Влияние технологии получения оксида
3.2.3. Качественная модель электронного захвата в 8Ю2
3.3. Влияние электрического поля на процессы релаксации фиксированного заряда в 8Ю2
3.4. Свойства поверхностных состояний на границе раздела 81/8Ю2

3.4.1. Трансформация спектра поверхностных состояний на границе 8Р8Ю2 в результате облучения и изохронного отжига
3.4.2. Кинетика изменения плотности поверхностных состояний на границе 8Р8Ю2 после облучения
Глава 4. Моделирование радиационных процессов в МДП-структурах
4.1. Моделирование процесса накопления фиксированного заряда в 8Ю2под действием облучения
4.1.1. Математическая модель
4.1.2. Аналитические выражения для выхода свободных носителей
4.1.3. Метод расчета
4.1.4. Результаты численного моделирования
4.1.5. Расчет экспериментальных зависимостей
4.1.6. Роль водорода в процессе генерации положительного заряда в 8Ю2 под действием облучения
4.2. Моделирование процессов отжига фиксированного заряда в 8Ю2 после облучения
4.2.1. Определение энергетических параметров ловушек электронов и дырок в 8Ю2
4.2.2. Кинетика релаксации положительного фиксированного заряда
в 8Ю2 после облучения
4.2.3. Туннельный механизм релаксации положительного заряда в 8Ю2 после облучения
Заключение и основные выводы
Список литературы

к ее построению, изложенных в работах [65, 66], а также на электронной теории приповерхностной области пространственного заряда (ОПЗ), неоднократно рассматривавшейся многими авторами (см., например, [67]).Отличие характеристик реальных МОП-структур от соответствующих зависимостей идеальных МДП-конденсаторов обусловлено существованием поверхностных ловушек и зарядов в окисле [68]. Кроме существования зарядов еще одним отличием реальных МОП-структур от идеальных является наличие разности работ выхода (рт$ электронов из металла и полупроводника.
Вышеперечисленные факторы приводят к тому, что ВФХ реальной МОП-структуры будет сдвинута относительно идеальной по оси напряжений на величину:
где У„ - потенциал, определяющий изгиб зон в ОПЗ. Первые два члена обуславливают параллельный сдвиг ВФХ МОП-структуры, а наличие последнего члена сказывается на изменении ее формы. Наиболее просто величина встроенного в 8Юг заряда определяется по величине напряжения плоских зон бфв - напряжения на металлическом электроде МОП-структуры, при котором изгиб зон в полупроводнике равен нулю. В этом случае, рассчитав емкость плоских зон Срв по выражению:
где - дебаевская длина экранирования в легированном полупроводнике, и зная, что для теоретической С- V характеристики идеальной МДП-структуры значение Сдв находится при напряжении смещения, равном нулю, можно определить сдвиг точки плоских зон на оси напряжения Ирв- Эффективная плотность полного заряда окисла определяется по выражению
(2.5)
(2.6)
ОеЛ - Сі (Урв <ртз)
(2.7)
и связана с реальным зарядом выражением