Моделирование радиационных эффектов в структурах металл-диэлектрик-полупроводник. Иванков Ю.В - 19 стр.

UptoLike

На начальном этапе облучения максимум распределения свободных
электронов находится вблизи положительно смещенного электрода, а
максимум распределения свободных дырок - вблизи отрицательного
электрода. Распределение захваченного дырочного заряда имеет максимум
вблизи отрицательно смещенного электрода и равномерно спадает то
толщине диэлектрика. С увеличением поглощенной дозы характер
распределений зарядов радикально меняется . Поле захваченных дырок
вызывает встречное смещение максимумов распределений свободных
носителей , что приводит к компенсации этих зарядов и появлению в
диэлектрике квазиэлектронейтрального участка, ширина которого
увеличивается по мере накопления поглощенной дозы .
Повышенная концентрация свободных электронов на этом участке
препятствует образованию на нем захваченного заряда, а накопление
дырочного заряда, как и в рассмотренном выше случае облучения МДП-
структуры при нулевом смещении, происходит на двух участках ,
прилежащих к границам раздела с электродами, с той разницей , что
распределение захваченного заряда в данном случае является существенно
асимметричным. Полный радиационный заряд, локализованный в
диэлектрике, растет с увеличением приложенного к МДП-структуре
напряжения , независимо от его полярности . Эффективный же заряд,
определяющий изгиб зон в полупроводнике, зависит от полярности
напряжения и существенно выше при облучении МДП-структуры под
положительным смещением , поскольку захват дырок происходит
преимущественно вблизи отрицательного электрода. Заметим , что величина
эффективного дырочного заряда, накопленного при облучении с
отрицательным потенциалом на электроде, может выше, чем при облучении
МДП-структуры при нулевом смещении. Полный накопленный заряд в
последнем случае также меньше.
Дозовые зависимости накопления радиационного заряда, рассчитанные для
различных распределений нейтральных центров дырочного захвата Nx
t
(),
показывают, что процессы накопления радиационного заряда практически не
зависят от характера распределения центров захвата в глубине диэлектрика и
весьма чувствительны к концентрации ловушек вблизи границ раздела.
Пространственные распределения радиационного заряда Px
t
(),
демонстрируют, как с увеличением дозы меняется характер дырочного
накопления . Практическое отсутствие захваченного заряда в глубине
диэлектрика при достаточно больших поглощенных дозах и накопление его в
тонких приэлектродных слоях позволяют понять отмеченные выше
особенности дозовых зависимостей , обусловленные характером
распределения нейтральных ловушек.
    Н а начально м этап е о блучения максимум расп ределения сво бо дны х
электро но в нахо дится вблизи п о ло ж ительно смещ енно го электро да, а
максимум расп ределения сво бо дны х ды ро к - вблизи о трицательно г                  о
электро да. Расп ределение захваченно г      о ды ро чно г о заря да имеетмаксимум
вблизи о трицательно смещ енно г        о электро да и равно мерно сп адает то
то лщ ине диэлектрика. С увеличением п о г             ло щ енно й    до зы    характер
расп ределений заря до в радикально меня ется . П о ле захваченны х ды ро к
вы зы вает встречно е смещ ение максимумо в расп ределений сво бо дны х
но сителей , что п риво дит к ко мп енсац ии этих заря до в и п о я влению в
диэлектрике квазиэлектро ней трально го              участка,      ширина ко то ро г   о
увеличивается п о мере нако п ления п о гло щ енно й до зы .
П о вы шенная ко нцентрац ия сво бо дны х электро но в на это м участке
п реп я тствует о бразо ванию на нем захваченно г           о заря да, а нако п ление
ды ро чно г  о заря да, как и в рассмо тренно м вы ше случае о блучения М Д П -
структуры п ри нулево м смещ ении, п ро исхо дит на двух участках,
п рилеж ащ их к г     раницам раздела с электро дами, с то й разницей , что
расп ределение захваченно г     о заря да в данно м случае я вля ется сущ ественно
асимметричны м. П о лны й         радиац ио нны й     заря д,    ло кализо ванны й     в
диэлектрике, растет с увеличением п рило ж енно г              о к М Д П -структуре
нап ря ж ения , независимо о т ег      о п о ля рно сти. Э ффективны й ж е заря д,
о п ределя ю щ ий изгиб зо н в п о луп ро во днике, зависит о т п о ля рно сти
нап ря ж ения и сущ ественно вы ше п ри о блучении М Д П -структуры п о д
п о ло ж ительны м смещ ением, п о ско льку захват ды ро к п ро исхо дит
п реим ущ ественно вблизи о трицательно г      о электро да. Заметим, что величина
эффективно г    о ды ро чно г  о заря да, нако п ленно г     о п ри о блучении с
о трицательны м п о тенц иало м на электро де, мо ж етвы ше, чем п ри о блучении
М Д П -структуры п ри нулево м смещ ении. П о лны й нако п ленны й заря д в
п о следнем случае такж е меньше.
Д о зо вы е зависимо сти нако п ления радиац ио нно го заря да, рассчитанны е для
различны х расп ределений ней тральны х центро в ды ро чно г          о захвата N t ( x) ,
п о казы ваю т, что п ро цессы нако п ления радиацио нно го заря дап рактически не
завися то тхарактерарасп ределения центро взахватавглубине диэлектрика и
весьмачувствительны к ко нцентрации ло вушек вблизи г            раниц раздела.
      П ро странственны е расп ределения          радиац ио нно г  о    заря да Pt ( x) ,
демо нстрирую т, как с увеличением до зы меня ется характер ды ро чно г                о
нако п ления . П рактическо е о тсутствие захваченно г         о заря да в г     лубине
диэлектрикап ри до стато чно бо льших п о гло щ енны х до зах и нако п ление ег     о в
то нких п риэлектро дны х сло я х п о зво ля ю т п о ня ть о тмеченны е вы ше
о со бенно сти      до зо вы х   зависимо стей ,      о бусло вленны е      характеро м
расп ределения ней тральны х ло вушек.