ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3
Работа № 3
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КОНТРОЛЬ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ МДП-СТРУКТУР
Теоретическая часть
МДП - структуры лежат в основе конструкции большинства
современных приборов микроэлектроники и в то же время являются
такими объектами физических исследований , на которых могут быть
выяснены механизмы практически всех электронных процессов ,
разыгрывающихся в приповерхностных слоях полупроводника, на
границах раздела полупроводник- диэлектрик, металл-диэлектрик, а
также в самих полупроводниках и диэлектриках . В связи с этим физика
данных структур занимает важное место в современной
микроэлектронике.
Для исследования электрофизических характеристик МДП -
структур предложено большое количество методов. В настоящей
работе рассматривается метод высокочастотных (ВЧ) вольт-
фарадных характеристик (ВФХ) как наиболее универсальный,
позволяющий проводить достаточно быстро эксперимент, имеющий
хорошо разработанную теорию и легко поддающийся автоматизации.
1. МДП-структура и ее характеристики
Основными характеристиками МДП-структуры являются :
поверхностный электростатический потенциал ψ
s
, плотность
поверхностных состояний N
ss
и их энергетическое распределение в
запрещенной зоне полупроводника, величина встроенного в диэлектрик
заряда и его подвижность , рекомбинационные параметры (время
жизни, эффективные сечения , скорость поверхностной рекомбинации) и
др.[1-3].
Основополагающая идея для большинства вольт-фарадных (C-V)
методов измерения и расчета характеристик МДП-структур состоит в
том , что граничные состояния сами по себе не влияют непосредственно на
форму и другие характеристики области пространственного заряда (ОПЗ)
полупроводника. Их влияние проявляется посредством экранировки
внешнего электрического поля , что сильно искажает экспериментальные
C-V зависимости. В связи с этим большое значение при использовании
вольт-фарадных методов исследования приобретает сравнение реальных и
идеальных структур.
Под идеальной понимается структура, для которой выполняются
следующие условия :
1) отсутствуют поверхностные состояния на границе раздела
полупроводник- диэлектрик;
3 Р абота № 3 А В ТО М А ТИ З И Р О В А Н Н Ы Й КО Н ТР О Л Ь Э Л Е КТР О Ф И З И Ч Е С КИ Х П А Р А М Е ТР О В М Д П -С ТР У КТУ Р Теоретическая часть М Д П - структуры леж ат в основе конструкции б ольш инства современны х приб оров микроэлектроники и в то ж е время я вля ю тся такими об ъ ектами ф изических исследований, на которы х могут б ы ть вы я снены механизмы практически всех электронны х процессов, разы гры ваю щ ихся в приповерхностны х слоя х полупроводника, на границах раздела полупроводник-диэлектрик, металл-диэлектрик, а такж е в самих полупроводниках и диэлектриках. В свя зи с этим ф изика данны х структур занимает важ ное место в современной микроэлектронике. Д ля исследования электроф изических характеристик М Д П - структур предлож ено б ольш ое количество методов. В настоя щ ей раб оте рассматривается метод вы сокочастотны х (В Ч) вольт- ф арадны х характеристик (В Ф Х) как наиб олее универсальны й, позволя ю щ ий проводить достаточно б ы стро эксперимент, имею щ ий хорош о разраб отанную теорию и легко поддаю щ ийся автоматизации. 1. М Д П -структураи еехарактеристики О сновны ми характеристиками М Д П -структуры я вля ю тся : поверхностны й электростатический потенциал ψs, плотность поверхностны х состоя ний Nss и их энергетическое распределение в запрещ енной зоне полупроводника, величина встроенного в диэлектрик заря да и его подвиж ность, рекомб инационны е параметры (время ж изни, эф ф ективны е сечения , скорость поверхностной рекомб инации) и др.[1-3]. О сновополагаю щ ая идея для б ольш инства вольт-ф арадны х (C-V) методов измерения и расчета характеристик М Д П -структур состоит в том, что граничны есостоя ния сами по себ еневлия ю т непосредственно на ф орму и другиехарактеристики об ласти пространственного заря да(О П З) полупроводника. И х влия ние проя вля ется посредством экранировки внеш него электрического поля , что сильно искаж ает экспериментальны е C-V зависимости. В свя зи с этим б ольш ое значение при использовании вольт-ф арадны х методов исследования приоб ретает сравнениереальны х и идеальны х структур. П од идеальной понимается структура, для которой вы полня ю тся следую щ иеусловия : 1) отсутствую т поверхностны е состоя ния на границе раздела полупроводник-диэлектрик;