Электрофизические свойства кремниевых МДП-структур с оксидами гадолиния, иттербия, лютеция и самария в качестве диэлектрика

• Автор: Бережной, Игорь Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Перечень используемых сокращений
Список условных обозначений
Введение
1. Методика получения образцов и измерения их характеристик
1.1. Методика изготовления кремниевых МДП-структур с диэлектрическими плёнками из оксидов гадолиния, иттербия, лютеция и самария
1.2. Методика измерения электрических характеристик структур и экспериментальные установки для проведения измерений
1.3. Методика исследования фотоэлектрических характеристик МДП-структур и экспериментальные установки
2. Анализ вольтамперных зависимостей и особенностей электрического пробоя структур МДП с оксидами редкоземельных металлов
2.1. Вольтамперные характеристики систем АІ-ОРЗЗ-Зі
2.2. Исследование характеристик и механизма электрического пробоя плёнок ОРЗЭ в кремниевых МДП-структурах. Кинетические характеристики электрического пробоя
3. Исследование свойств границы раздела кремний - ОРЗЭ методом высокочастотных вольтфарадных характеристик и кинетических зависимостей
ёмкости
3.1. Анализ вольтемкостных характеристик
3.2. Анализ зависимостей проводимости и тангенса угла диэлектрических потерь от прикладываемого напряжения
3.3. Влияние технологии изготовления диэлектрических плёнок на электрические характеристики МДП-структур
3.4. Кинетические зависимости ёмкости при неравновесном истощении поверхности полупроводника основными носителями заряда. Свойства границы раздела кремний
3.5. Влияние света на генерационно-рекомбинационные процессы в кремниевых МДП-структурах с плёнками оксида 8т и УЪ
3.6. Зависимость генерационных параметров МДП-структур от технологических условий изготовления диэлектрической плёнки
4. Исследование внутренней фотоэмиссии носителей заряда в МДП-структурах
с диэлектриком из оксидов редкоземельных элементов
4.1. Метод фотоинжекции и аналитическое выражение для фотоинжек-ционного тока
4.2. Исследование внутренней фотоэмиссии носителей заряда в МДП-структурах с диэлектриком из ОРЗЭ методом спектральных зависимостей фототока
4.3. Исследование внутренней фотоэмиссии носителей заряда в МДП-структурах с диэлектриком из ОРЗЭ методом вольтаических зависимостей фототока
5. Особенности захвата носителей заряда в кремниевых МДП-системах под
действием излучения
5.1. Закономерности накопления пространственного заряда в МДП-структурах под действием облучения
5.2. Исследование особенностей накопления заряда под влиянием ультрафиолетового излучения в кремниевых МДП-системах с ОРЗЭ
6. Исследование параметров ловушек в диэлектрических слоях ОРЗЭ
6.1. Методика определения локализации и плотности захваченного заряда в объёме диэлектрика
6.2. Изучение активных центров захвата заряда в диэлектрических плёнках оксидов 8т, Об, УЪ
6.3. Определение сечения захвата и плотности электронных ловушек в объеме диэлектрических пленок оксида самария и иттербия
6.4. Энергетическая глубина залегания электронных ловушек в диэлектрических плёнках оксидов самария и иттербия
6.5. Пространственное распределение захваченного заряда
Заключение и основные выводы Список использованных источников

тока для этих двух металлов должна отличаться почти на 8 порядков, что экспериментально не наблюдалось.
Некоторая зависимость тока от рода напыленного металла для пленок Ое3П4 [22] объясняется различной глубиной проникновения металла в диэлектрик при напылении, либо наличием слоя 0е02 под нитридом германия. Для исследованных структур с различными электродами также можно предположить, что данное различие в значениях тока связано с влиянием технологических условий напыления электродов. То есть, слабая зависимость тока от величины работы выхода для металлического электрода и полярности приложенного напряжения связана с существованием неоднородностей на границе контакт-диэлектрик ( со стороны подложки - это слой двуокиси кремния толщиной 10-15 А, который всегда имеется на пластине перед нанесением диэлектрика).
Таким образом, экспериментально установлено, что величина тока при комнатной температуре (Т=300 К) не зависит от толщины диэлектрика, материала контактов и в довольно большом диапазоне изменения напряженности электрического поля подчиняется экспоненциальному закону:
1~ ехр[а4Ё /(кТ)].
Полученные результаты свидетельствуют о том, что электропроводность диэлектрических пленок 8т203 и УЬ203 в кремниевых МДП-структурах удовлетворительно описывается механизмом Пула-Френкеля, который представляет собой стимулированную (облегченную) полем тепловую генерацию электронов в зону проводимости диэлектрика из относительно мелких объемных ловушек. В сильных электрических полях высота кулоновского барьера локального центра деформируется и уменьшается так же, как и в случае поверхностного барьера [23], что увеличивает вероятность тепловой ионизации рассматриваемого центра.
Наблюдается хорошее согласование между полученными результатами и результатами для пленок У203 в МДМ-системах, представленными в работе