ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
где t),(EP
tt
- распределение плотности захваченных дырок в окисле.
Аналогично фронту туннелирования вводится понятие фронта термоэмиссии. Фронт термоэмиссии - это
энергетический уровень дырочных центров, для которых скорость термической разрядки максимальна и
находится и из условия равенства нулю второй производной t),(EP
tt
по времени:
t)ln(ATkT(t)E
2
t
⋅=
Представленная модель носит общий характер и не связана с конкретным типом центров дырочного
захвата в диэлектрике. Что касается радиационно -индуцированного заряда в беспримесных
стехиометрических слоях SiO
2
кремниевых МДП-структур , то он полностью отжигается в интервале
температур до 723К . Энергии активации термоотжига , определенные по термостимулированным токам ,
имеют значения E1,3
a
≈ эВ и E0,81,1
a
≈÷ эВ для сухого и пирогенного окислов , соответственно .
Термоотжиг
Q
ot
может быть обусловлен также химическими процессами, ограниченными диффузией
реагентов. Этими реагентами считаются молекулярный кислород в «сухом» окисле и молекулы H
2
O во
«влажном» . В работах исследовалось отжиги Е ′ - центров в облученных образцах с различным содержанием
растворенного кислорода в окисле. Спад концентрации Е ′ - центров по данным ЭПР сопровождался
повышением концентрации
≡
−
−
Si
OO
- центров (перекисный радикал), причем суммарная
концентрация Е ′ - и
≡
−
−
Si
OO
- центров сохранялась. Это позволяет записать реакцию , ответственную
за термоотжиг E′- центров в сухом окисле:
22
2
≡+→⋅−
−
SiOSiOO.
(24)
Во «влажном» окисле отжиг Е ’- центров происходит в результате реакции:
≡+→−+SiHOSiOHH
2
.
(25)
Вклад реакций (24-25) в процесс отжига радиационного заряда зависит от содержания растворенного
кислорода и воды в исходном окисле . Существенно то , что согласно приведенным реакциям
низкотемпературный отжиг (< 723 К ) E′-центров не является восстановлением исходного состояния окисла,
а связан с образованием новых дефектных комплексов.
Следует отметить , что туннельная разрядка (компенсация ) радиационно - индуцированного заряда
Q
ot
происходит не только после, но и в процессе облучения , что приводит к зависимости кинетики накопления
Q
ot
от мощности дозы .
Облучение квантами с энергией меньше ширины запрещенной зоны SiO
2
, вызывает протекание
надбарьерного фотоэмиссионного тока через диэлектрик МДП-структуры . В кремниевых МДП-структурах
электронная компонента тока внутренней фотоэмиссии существенно (на два порядка) превышает дырочную .
При наличии в слое SiO
2
центров электронного захвата протекание фотоэлектронного тока сопровождается
де Pt (E t , t) - расп ределениеп ло т
г но ст
изахваченны х ды ро к во кисле.
А нало г
ично фро нтутуннелиро вания вво дит ся п о нятие фро нта термо эмиссии. Ф ро нтт ермо эмиссии - это
энергетический уро вень ды ро чны х центро в, для ко торы х ско ро сть термическо й разря дки максимальна и
нахо дится и изусло вия равенстванулю вт о ро й п ро изво дно й Pt (E t , t) п о времени:
E t (t) = kT ⋅ ln(AT2 t)
П редст
авленная мо дель но сито бщ ий характ
ер и не связанас ко нкрет
ны м тип о м ц ент
ро в ды ро чно г
о
захват
а в диэлект
рике. Что касается радиац ио нно -индуц иро ванно г
о заря да в бесп римесны х
стехио метрических сло я х SiO2 кремниевы х М Д П -структур, то о н п о лно стью о тжиг
ается в интервале
т
емп ератур до 723К . Э нерг
ии активации термо о тжиг
а, о п ределенны е п о термо стимулиро ванным т
о кам,
имею тзначения E a ≈ 1,3 эВ и E a ≈ 0,8 ÷ 1,1 эВ для сухо го ип иро г
енно го о кисло в, со о твет
ственно .
Т ермо о т
жиг Q мо жетбы ть о бусло влен такж е химическими п ро цессами, о граниченными диффузией
ot
реаг
ентов. Эт
ими реагентами считаю тся мо лекуля рный кисло ро д в «сухо м» о кисле и мо лекулы H2O во
«влажно м» . В рабо т и Е ′-ц ентро вво блученны х о бразцах с различным со держанием
ах исследо вало сь о тж иг
рац ии Е ′-центро в п о данным Э П Р со п ро во ждался
раство ренно го кисло ро да в о кисле. Сп ад ко нцент
п о вы шением ко нц ентрации ≡ Si − OO − - ц ентро в (п ерекисный радикал), п ричем суммарная
−
ко нцентрац ия Е ′- и ≡ Si − OO - центро всо храня лась. Это п о зво ля ет зап исатьреакцию , о твет
ственную
затермо о т
жигE′- цент
ро ввсухо м о кисле:
2 ≡ Si + O 2 → 2 ⋅ Si − OO − . (24)
В о «влажно м» о кислео тжигЕ ’-центро вп ро исхо дитврезульт
атереакции:
≡ Si + H 2O → Si − OH + H . (25)
В клад реакц ий (24-25) в п ро ц есс о тжига радиацио нно г
о заря да зависит о тсо держ ания раство ренно г
о
кисло ро да и во ды в исхо дно м о кисле. Сущ ест
венно то , что со г
ласно п риведенным реакциям
низко т
емп ературный о тжиг(< 723 К ) E′-центро вне я вля ется во сстано влением исхо дно го со стояния о кисла,
асвязанс о бразо ванием но вы х дефект
ны х ко мп лексо в.
Следует о т
метит
ь, что туннельная разря дка (ко мп енсация ) радиацио нно -индуц иро ванно г
о заря да Q ot
п ро исхо дитне только п о сле, но и вп ро цессе о блучения , что п риво дитк зависим о сти кинетики нако п ления
Q о тмо щ но стидо зы .
ot
О блучение квантами с энерг
ией меньше ширины зап рещ енно й зо ны SiO2, вы зы вает п ро текание
надбарьерно г
о фо тоэмиссио нно го т
о ка черездиэлектрик М Д П -структуры . В кремниевы х М Д П -структурах
электро нная ко мп о нент
атокавнутренней фо тоэмиссии сущ ественно (надвап о ря дка) п ревы шаетды ро чную .
П ри наличии всло е SiO2 ц ент
ро вэлект
ро нно г
о захватап ро текание фо тоэлект
ро нно г
о токасо п ро во ж дает
ся
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- …
- следующая ›
- последняя »
