Глава
Automatized setup for researching of MIS structures under high-field tunnel injection of electrons at stress and measurement conditions
В книге
В данной работе разработан сенсор на основе МДП-структуры с инжекционно-модифицированным подзатворным диэлектриком для контроля интенсивности радиационного излучения и определения интегральной поглощенной дозы. Проведено исследование воздействия альфа-частиц и гамма-излучения на МДП-структуры, находящиеся в специальных электрических режимах.
В данной работе для исследования процессов радиационной деградации и модификации тонких и сверхтонких диэлектрических пленок МДП-структур предложен новый метод многоуровневой токовой нагрузки. Этот метод позволяет исследовать процессы деградации и модификации МДП-структур при воздействии радиационных облучений, сильных электрических полей, плазменных обработок, инжекции горячих носителей и других стрессовых воздействий. Метод также дает возможность контролировать дефектность тонких пленок подзатворного диэлектрика МДП-приборов и влияние на неё радиационных воздействий.
В работе предложен новый метод многоуровневой токовой нагрузки для исследования тонких оксидных слоев МОП (металл-окисел-полупроводник) структур. Метод позволяет изучать генерацию и релаксацию положительных и отрицательных зарядов в нанотолщинном подзатворном диэлектрике МОП-структуры в различных стрессовых ситуациях. Параметры, характеризующие изменение зарядового состояния тонких оксидных слоев МОП - структур в процессе инжекции контролировались с помощью измерения временной зависимости падения напряжения, приложенного к образцу. В сравнении с известными методами, предложенный в данной работе метод является неразрушающим, обеспечивает более высокую точность и уменьшает возможность электрического пробоя диэлектрика. С использованием данного метода в работе выполнено исследование зарядовой генерации и релаксации во время и после сильнополевой туннельной инжекции электронов в тонкой пленке двуокиси кремния. Исследовано также влияние плазменного и радиационного воздействий на тонкие оксидные слои МОП-структур.
Проведено исследование процессов изменения зарядового состояния МДП-структур с многослойным подзатворным диэлектриком на основе термической пленки SiO2, легированной фосфором, при воздействии сильнополевой инжекцией электронов. Установлено, что отрицательный заряд, накапливающийся в тонкой плёнке фосфорно-силикатного стекла (ФСС) в МДП-структурах с двухслойным подзатворным диэлектриком SiO2-ФСС в процессе сильнополевой туннельной инжекции электронов, может использоваться для корректировки пороговых напряжений, повышения зарядовой стабильности и увеличения пробивных напряжений МДП-приборов. Показано, что с увеличением толщины пленки ФСС возрастает плотность электронных ловушек, связанных с ней, при этом сечения захвата электронных ловушек остаются неизменными. Предложен способ модификации электрофизических характеристик МДП-структур путём сильнополевой туннельной инжекции электронов в диэлектрик в режиме управляемой токовой нагрузки. Способ позволяет непосредственно во время модификации контролировать изменение параметров МДП-структуры. Показано, что для получения приборов с высокой термополевой стабильностью после модификации зарядового состояния инжекцией электронов их необходимо отжигать при температурах около 200 °С.