350 руб
Журнал «Наукоемкие технологии» №10 за 2012 г.
Статья в номере:
Инжекционные методы контроля подзатворного диэлектрика МДПИМС
Ключевые слова: контроль интегральная микросхема МДП-структура диэлектрическая пленка инжекция
Авторы:
В.В. Андреев - д.т.н., профессор, Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана Е-mail: andreev@bmstu-kaluga.ru А.А. Столяров - д.т.н., профессор, зав. кафедрой, Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана В.Г. Дмитриев - аспирант, Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана А.В. Романов - аспирант, Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана
Аннотация:
Рассмотрены основные методы инжекции заряда в подзатворный диэлектрик МДП-структур и особенности их использования для контроля качества наноразмерных диэлектрических пленок. Предложен метод управляемой токовой нагрузки для исследования тонких окисных пленок МДП-структур. Этот метод позволяет исследовать процессы генерации и релаксации положительного и отрицательного зарядов, накапливаемых в наноразмерном подзатворном диэлектрике МДП-структур при различных стрессовых воздействиях. Параметры, характеризующие изменение зарядового состояния тонких окисных пленок МДП-структур при стрессовых воздействий, могут контролироваться по изменению временной зависимости напряжения, при-кладываемого к образцу во время инжекции. Особое внимание уделено описанию методов управляемой токовой и двухуровневой токовой нагрузки и их применению для контроля параметров МДП-структур в режимах заряда ее емкости и сильнополевой инжекции электронов в диэлектрик.
Страницы: 20-28
Список источников
  1. Lombardo S., Stathis J.H., Linder P., Pey K.L., Palumbo F., Tung C.H. Dielectric breakdown mechanisms in gate oxides // J. Appl. Phys. 2005. V. 98. P. 121-301.
  2. Андреев В.В., Столяров А.А., Васютин Д.С., Михальков А.М. Контроль качества диэлектрических слоев интегральных микросхем и изделий микросистемной техники // Наукоемкие технологии. 2010. Т. 11. № 7. С. 44-52.
  3. Wilk G.D., Wallace R.M., Anthony J.M. High-k gatedielectrics: Current status and materials properties considerations// J. Appl. Phys. 2001. V. 89. P. 5243.
  4. Afanas-ev V.V., Stesmans A. Internal photoemission at interfaces of high-k insulators with semiconductors and metals// J. Appl. Phys. 2007. V. 102. P. 081301.
  5. Барабан А.П., Булавинов В.В., Коноров П.П. Электроника слоев SiO2 на кремнии. Л.: ЛГУ. 1988.
  6. DiMaria D.J.Determination of insulator bulk trapped charge densities and centroid from photocurrent-voltage characteristics of MOS structures // J. Appl. Phys. 1976. V. 47. № 6. P. 2354-2360.
  7. Nicollian E.N., Berglund C.N. Avalanche injection of electrons into insulation SiO2 using MOS structures // J. Appl. Phys. 1970.  V. 41. № 7. P. 3052-3057.
  8. Kamocsai R.L., Porod W. Hot electrons and traps in a-SiO2 // Solid-State Electronics. 1989. V. 32. № 12. P. 1825-1829.
  9. Arnold D., Cartier E., DiMaria D.J. Theory of high-field electron transport and impact ionization in silicon dioxide // Phys. Rev. B. 1994. V. 49. № 15. P. 10278-10297.
  10. Андреев В.В., Барышев В.Г., Столяров А.А. Инжекционные методы исследования и контроля структур металл-диэлектрик-полупроводник. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2004.
  11. Андреев В.В. Барышев В.Г., Бондаренко Г.Г., Столяров А.А. Метод многоуровневой токовой нагрузки для исследования генерации и релаксации положительного заряда в МДП-структурах // Микроэлектроника. 2003. T. 32. № 2. С. 152-158.
  12. Bondarenko G.G., Andreev V.V., Drach V.E., Loskutov S.A., Stolyarov M.A. Study of temperature dependence of positive charge generation in thin dielectric film of MOS structure under high-fields // Thin solid films. 2006 V. 515. Р. 670-673.
  13. Green M.L., Gusev E.P., Degraeve R., Garfunkel E.L. Ultrathin (<4 nm) SiO2 and Si-O?N gate dielectric layers for silicon micro­electronics: Understanding the processing, structure, and physical and electrical limits // J. Appl. Phys. 2001. V. 90. № 5. P. 2057-2121.
  14. Урицкий В.Я., Гуртов В.А., Листопадов Ю.М. Захват зарядов в окисле ПДП-систем Si-SiO2 с поликремниевым затвором // Микроэлектроника. 1990. Т. 19. Вып. 3. C. 263-268.
  15. Weinberg Z.A.On tunneling in metal-oxide-silicon structures // J. Appl. Phys. 1982. V. 53. № 7. P. 5052-5056.
  16. Solomon P.High-field electron trapping in SiO2 // J. Appl. Phys. 1977. V. 48. № 9. P. 3843-3849.
  17. Ning T.N.Thermal reemission of trapped electrons in SiO2 // J. Appl. Phys. 1978. V. 49.№ 12. P. 5997-6003.
  18. Fischetti M.V.Generation of positive charge in silicon dioxide during avalanch and tunnel electron injection // J. Appl. Phys. 1985. V. 57. № 8. Р. 2860-2879.
  19. Chen C., Wu C. A characterization model for constant current stressed voltage-time characteristics of thin thermal oxides grown on silicon substrate // J. Appl. Phys. 1986. V. 60. № 11. P. 3926-3944.
  20. Nissan-Cohen Y., Shappir J., Frohman-Bentchkowsky D. High-field and current-induced positive charge in thermal SiO2 layers // J. Appl. Phys. 1985. V. 57. № 8. P. 2830-2839.
  21. Bondarenko G.G., Andreev V.V., Loskutov S.A., Stolyarov A.A. The method of the MIS structure interface analysis // Surface and Interface Analysis. 1999. V. 28. P. 142-145.
  22. Андреев В.В., Барышев В.Г., Бондаренко Г.Г., Драч В.Е., Столяров М.А. Метод двухуровневой токовой нагрузки для контроля параметров положительного заряда МДП-структур в сильных электрических полях// Перспективные материалы. 2003. № 5. С. 94-99.