Исследование температурной зависимости генерации положительного заряда в термических пленках SiO2 МДП-структур в условиях управляемой сильнополевой инжекции электронов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

Драч Владимир Евгеньевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ГЕНЕРАЦИИ ПОЛОЖИТЕЛЬНОГО ЗАРЯДА В ТЕРМИЧЕСКИХ ПЛЕНКАХ ЯЮ2 МДП-СТРУКТУР В УСЛОВИЯХ УПРАВЛЯЕМОЙ СИЛЬНОПОЛЕВОЙ ИНЖЕКЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ

Специальность 01.04.07 «Физика конденсированного состояния»

Автореферат диссергэции на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2005

Диссертация выполнена в Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана (Калужский филиал)

Научный руководитель Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор технических наук Андреев В.В.

доктор технических наук Стрельченко С.С.

кандидат технических наук Адарчин С.А.

Научно-исследовательский институт материалов электронной техники НИИМЭТ, ОАО (г. Калуга)

Зашита состоится " 26 " октября 2005 г. в 16 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.141.17 при Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана по адресу: 248600, г. Калуга, ул. Баженова, 4, МГТУ им. Н.Э. Баумана, Калужский филиал

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Н.Э. Баумана, Калужский филиал (г. Калуга, ул Баженова, 4)

Автореферат разослан "¿¿У" 2005 г.

Учёный секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доц

2006,-4

7ШГ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время надежность электронной аппаратуры и вычислительной техники в первую очередь связана с безотказностью и стабильностью интегральных схем (ИС). Интегральные схемы на основе структур металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) широко используются в изделиях специального назначения, а также в космической технике. Базовыми элементами большинства ИС являются МДП-структуры с термической пленкой 8Ю2 в качестве подзатворного диэлектрика и металлическим или поликремниевым (Б!) электродом.

Основным механизмом, определяющим зарядовую стабильность и надежность МДП-ИС, работающих в критических условиях (сильные электрические поля, радиационные облучения и т.д.), является генерация положительного заряда в подзатворном диэлектрике. Несмотря на интенсивные исследования данной проблемы в настоящее время нет однозначного понимания физических процессов и модельных представлений, описывающих данное явление в широком диапазоне стрессовых воздействий и изменяющейся температуры объекта. Таким образом, исследование температурных закономерностей генерации положительного заряда в термических пленках двуокиси кремния МДП-структур в сильных электрических полях имеет большое научное и практическое значение.

Одним из перспективных методов исследования параметров зарядовой нестабильности МДП-структур является метод управляемой токовой нагрузки, поддающийся автоматизации и позволяющий проводить комплексное исследование параметров зарядового состояния подзатворного диэлектрика в широком диапазоне электрических полей без перекоммутации тестируемого образца, что позволяет повысить достоверность и точность экспериментальных данных. Метод управляемой токовой нагрузки позволяет осуществлять комплексное исследование процессов генерации положительного заряда в пленках БЮ2 МДП-структур в широком диапазоне сильнополевых инжекционных воздействий. Другим достоинством данного метода является возможность его использования в широком диапазоне изменений температур исследуемого образца.

Цель работы. Установление температурных закономерностей генерации положительного заряда в термических пленках МДП-

структур в условиях управляемой сильнополевой инжекции электронов в диэлектрик. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) разработка инжекционного метода исследования генерации положительного заряда в МДП-структурах в сильных электрических полях в широком диапазоне температур и экспериментальной установки, реализующей данный метод;

2) комплексное исследование п иЛЬЙ'^ЛАожительного

заряда в МДП-стр\кт>рах в сильных электрических полях в широком диапазоне температур:

3) разрабо1ка маюматчсскои модели. учшывающей темпера ivpnyio зависимоеib генерации положи 1елыюг о эаряда в МДП-cip>Kiypax в условиях управляемой сильпополевой инжекции элекфонов.

4) оценка качества и совершенствования технологического процесса изготовления подзатворпого диэлектрика МДП-ИС по 1емиера1урной зависимости генерации положительного заряда.

Научная новизна.

1. Разработан новый метод двухуровневой токовой нагрузки для исследования |емпературной зависимости генерации положительного заряда в подзатворном диэлектрике МДП-структур в условиях управляемой сильнополевой инжекции электронов из кремния, в котором наряду со cipeccottbiM уровнем юка, обеспечивающим генерацию положительного заряда, вводится измерительный уровень инжекционного тока, на котором осуществляется оценка изменения заряда диэлектрика.

2. Впервые установлены температурные зависимости генерации 1Гиложи1ельни)о заряда в МД1 (-структурах Si-SiCb-Al и Si-SiOrSi с ■ ермической пленкой SiO> толщиной oi 7 нм до 90 нм в сильных электрических полях в диапазоне температур от -50 до 150 °С.

3. С использованием метода двухуровневой токовой нагрузки получены качественно новые экспериментальные данные, характеризующие температурную зависимость генерации положительного заряда в термической пленке Si02 МДП-сфуктур при плотностях туннельного тока 10" -=- I А/см2. Определены параметры термической ионизации дырочных ловушек.

4. Разработана учитывающая температурную зависимость модель генерации положительного заряда в МДП-структурах, основанная на использовании следующих процессов изменения зарядового состояния обра sua: межзонная ударная ионизация в SiO, с созданием электронно-дырочных пар и захватом дырок на ловушки в окисле; захват накопленными дырками инжектированных электронов: термическая ионизация дырочных ловушек.

Практическая ненность работы.

1. Разработан меюд исследования iоперации положи 1ельно1 о заряда МДП-cipyKiyp в сильных элекфических полях в условиях инжекции заряда в диэлектрик, позволяющий ко!пролирова1ь изменение зарядовою состялия подзажорною диэлекфика при различных темперагурах.

2. Разработана авюмашзированная установка определения зарядовых харакчерис! ик МДП-сфук1ур, реализующая предложенный меюд.

3. Проведено сравни 1елыюе исследование (енерации

положшельниш заряда в МДП-сфумурах в сильных элекфигческих полях

при различных температурах, изготовленных по различным технологическим режимам. Определена связь технологических режимов с зарядовой стабильностью МДП-ИС.

4. Предложена модель оценки изменения зарядового состояния МДП-структур, позволяющая прогнозировать кинетику зарядового состояния МДП-структур в процессе сильнополевой туннельной инжекции при различных температурах.

5. Предложены рекомендации по совершенствованию технологического процесса изготовления подзатворного диэлектрика КМДП-ИС на ОАО "Восход"-КРЛЗ (г. Калуга).

6. Предложены рекомендации по совершенствованию технологического процесса изготовления диэлектрических пленок ИС на ЗАО "ОКБ-МЭЛ" (г. Калуга).

Научные положения, выносимые на защиту.

1. Метод двухуровневой токовой нагрузки, обеспечивающий сильнополевую инжекцию электронов в диэлектрик, для исследования температурной зависимости генерации положительного заряда в термической пленке Si02 МДП-структур.

2. Температурная зависимость генерации положительного заряда в термических пленках Si02 МДП-структур в условиях управляемой сильнополевой инжекции электронов в диэлектрик.

3. Модель генерации положительного заряда в термических пленках Si02 в условиях управляемой сильнополевой инжекции электронов, учитывающая термическую ионизацию дырочных ловушек.

4. Результаты использования двухуровневого инжекционного метода для контроля генерации положительного заряда в диэлектрических пленках интегральных микросхем со структурой МДП в условиях промышленного производства.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Юбилейной Всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (Калуга, 1999г.), XXXIV чтениях, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского (Калуга, 1999г.), Всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении», (Калуга, 2000г.), 1-ой Российской конференции молодых учёных по математическому моделированию (Москва, 2000г.), Региональной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (Калуга, 2000г., 2001г., 2003г., 2005г.), Второй международной конференции «Advances in Modern Natural Sciences» (Калуга, 2000г.), 1-ой Российской конференции молодых ученых по

физическому материаловедению (Калуга. 2001г.), Межву зовской научной школе молодых специалистов «Концентрированные потоки энергии в космической гсхнике. )лекфонике, жолоти и медицине» (Москва, 200Ii.), XI Межнациональном совещании «Радиационная физика шердою icjia» (Москва, 20011.). Всероссийской научно-1е\ничсской конференции «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (Москва, 2001г.), Восьмой всероссийской межвузовской 11с1учно-1ехнической конференции с1удешов и асииранюи «Микроэлектроника и информатика - 2001» (Москва, 2001г.), 6- Русско-китайском международном симпозиуме «New Materials and Technologies in 21st Century» (Пекин. 2001г.). Региональной научно-технической конференции с!удентов и аспирантов «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (Калуга, 2002г), Е-MRS'2002 Spring Meeting (Страсбург. 2002г.), AVS 49th International Symposium (Денвер, 2002г.), Ill Межвузовской научной школе молодых специалистов «Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине» (Москва, 2002г.), Международном научно-методическом семинаре «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах» (Москва, 2002г.), Международной конференции «Физика злеыронных ма1сриалов» (Калуча, 2002i., 2005i.), 13th International Congress on Thin Films & 8th International Conference on Atomically Controlled Surfaces. Interfaces & Nanostructures (Стокгольм. 2005г.).

Публикации По теме аиссертании опубликовано 'S работ Рсзулыагы диссертационной paooibi вошли в научноме.кничеекие шчСМы НО Х04Д01 опорным И Г0С6|0ДЖС1 НЫМ НИР, ВЫ1ЮЛ11СН11ЫМ при непосредственном \4diinn aaropd.

Сфмлура и обьём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 155 наименований и приложения. Она еидержт 182 сфапицы сквозной нумерации. 3 иаблицы и 59 рису пков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель и задачи исследований, определены научная новизна и практическая ценное^ резудыаюн работы, представлены основные положения, выносимые на защту.

В первой ¡лаве на основе анализа ли lepaiypHbix данных рассмотрены, процессы зарядовой нес1абильности в МД11-е ipy Kiypax в сильных элсмрических полях, влияние (операции положительною заряда на общую зарядовую нес1абильнос!ь в МД11-cipy Kiypax в сильных

электрических полях, существующие методы исследования зарядового состояния МДП-структур, их критическая оценка. Рассмотрены установки, применяемые для реализации электрофизических методов исследования зарядового состояния МДП-структур.

Рассматриваются существующие в настоящее время модели зарядовых явлений в термически выращенных плёнках 8Ю2 на кремнии при воздействии сильных электрических полей. Отмечается, что процессы зарядовой деградации МДП-структур 81-8Ю2-А1 и БьвЮг-Б! исследованы недостаточно, имеющиеся данные противоречивы. Особый интерес представляет изучение зарядовой деградации МДП-структур в сильных электрических полях, приводящих к инжекции носителей заряда в диэлектрическую плёнку. Наибольший вклад в зарядовую нестабильность подзатворного диэлектрика при сильнополевой туннельной инжекции вносят следующие основные процессы: накопление положительного заряда, захват электронов на существующие ловушки, возрастание плотности поверхностных состояний на границе раздела БьБЮг.

В результате были поставлены задачи и выбраны объекты для исследования.

Во второй главе предложен метод двухуровневой токовой нагрузки для исследования температурной зависимости генерации положительного заряда в МДП-структурах в сильных электрических полях в широком диапазоне плотностей инжекционного тока.

Показано, что использование метода постоянного тока, обычно применяющегося для исследования процессов генерации положительного заряда в МДП-структурах, может приводить к существенным ошибкам в получаемых экспериментальных данных. При использовании метода постоянного тока, заключающемся в пропускании через МДП-структуру постоянного тока заданной величины, после заряда емкости МДП-структуры и выхода на режим сильнополевой инжекции по Фаулеру-Нордгейму о зарядовом состоянии диэлектрика можно судить по изменению напряжения на структуре в режиме инжекции. При этом для вычисления изменения напряжения на МДП-структуре за начальное напряжение принимается максимальное напряжение на МДП-структуре при выходе на режим инжекции, и генерация положительного заряда, имеющая место на стадии выхода на режим инжекции, не учитывается. Поэтому оценки плотности положительного заряда, полученные данным методом, при высоких плотностях инжекционного тока дают заниженные значения. Кроме того, большинство исследователей не рассматривают влияние температуры образца, которая, в общем случае, может быть переменной в течение эксперимента, на результирующую зависимость генерации положительного заряда в МДП-структурах.

Для устранения указанных недостатков был разработан специальный алгоритм управления токовой нагрузкой, прикладываемой к образцу. На МДП-структуру подается два уровня инжекционного тока -

стрессовый К и измерительный 1,„. Генерация положительного заряда в подзатворном диэлектрике проводится амплитудой стрессового тока Is-Лмплшуда измершслыюю юка [,„ выбираегся на несколько порядков меньше Ц . исходя из условия минимальной зарядовой дарадации ди)лскфика, вносимой лим iokovi.

Изменение зарядового состояния МДП-сфуктуры при сильнополевой инжекции оценивается по изменению напряжения на МДП-структуре при шке Im. За начальное напряжение принимался напряжение, соответствующее выходу на режим инжекции при токе 1т. Очевидно, что на величину этого напряжения не оказывает влияние накопление положительного заряда на начальной стадии инжекции при установлении сфессовот юка Ц. Таким образом, изменение напряжении при юке lm учитывает положительный заряд, генерированный в подзатворном диэлектрике, при выходе МДП-структуры на режим инжекции, соо шустующий стрессовому току, поэтому значительно снижается iioipeiiiHocib. присущая меюду иосшяннит юка. Все измерения предлагается проводить в режиме термостатирования образца. Кроме того, оказывается возможным исследовать качество и оценивать параметры дизлекфика МДП-структуры на основе анализа температурных зависимостей напряжения на образце от времени инжекции.

При исследовании процессов генерации положительного заряда может использоваться импульсный кратковременный переход из режима иринжания сфессового гика Is в режим измерительного тока 1,„ и обратно. Длительность сфессовою режима выбираегся из условия фебуемой дискретности контроля величины 1снсрированною положительного заряда и. в общем случае, muaci изменился на различных стадиях инжекции. Длительность измершельного режима должна обеспечивав переход МДП-сфукгуры в режим инжекции заряда юком 1П1 и не оказывать существенного влиянии на зарядовое состояние образца.

Для реализации вышеописанного метода была разработана автоматизированная установка контроля параметров МДП-структур. Установка имеет следующие основные параметры:

- диапазон токовых воздействий 10ло * 10" А:

- амплитуда выходного напряжения, ±200 В:

- точность измеряемого напряжения 1 мВ:

- частота измерении, 10' Гц. При исследовании процессов генерации зарядов, образующихся в подза!корном дюлемрике МДП-структур в сильных электрических полях, важной харакч ерис i икон применяемых измеришльных среде ш hk.uiciCH ИХ быстродействие. Применение быстродействующих устройств позволяет peí иефироиа!ь быстро изменяющиеся компоненты заряда и. следовательно, получить более полную картину изменения зарядового состояния МДП-сфукчур в сильных злек1рически\ полях. Причем быстродействие у с i анонок для создании cooihcici вующих iokouu.ichmx режимов oipaHHUMnaeiLx но мноюм не сюльки быстродействием применяемых ЦАП

и АЦП, сколько процессами перезаряда емкости МДП-структуры. С этой целью были разработаны специальные алгоритмы изменения токополевых режимов МДП-структуры, работающих в режиме реального времени и основанных на непрерывном измерении напряжения на МДП-структуре, сопоставлении получаемых данных с моделью переноса заряда через МДП-структуру и чередовании режимов постоянного тока и напряжения. Применение режимов постоянного напряжения позволяет значительно сократить время заряда емкости МДП-структуры при переходе из одного токового режима в другой.

Рассмотрено совместное использование метода двухуровневой токовой нагрузки и метода С-У-характеристик. Отмечается, что совместное использование этих методов позволяет разделить объемные и поверхностные заряды, накапливающиеся в МДП-структурах при сильнополевой инжекционной деградации, и тем самым значительно повысить достоверность получаемых экспериментальных данных.

Описываются метод и установка, использовавшиеся для исследования температурных зависимостей генерации положительного заряда в подзатворном диэлектрике МДП-транзисторов.

В третьей главе приведены результаты комплексного исследования влияния температуры на генерацию положительного заряда в термических пленках 8Ю2 МДП-структур в условиях сильнополевой управляемой инжекции электронов в диэлектрик. Изучено влияние режимов инжекции и толщины диэлектрической пленки на температурную зависимость генерации положительного заряда в МДП-структурах.

Установлено, что температура оказывает существенное влияние на инжекционную деградацию МДП-структур. С увеличением температуры доминирующим процессом зарядовой деградации становится захват электронов на электронные ловушки в объеме двуокиси кремния, а процесс генерации и накопления положительного заряда постепенно ослабевает. Электронный захват становится доминирующим механизмом зарядовой деградации при температурах выше 50 °С. При температуре 150 °С наблюдается насыщение зависимости, характеризующей накопление отрицательного заряда в диэлектрической пленке МДП-структуры.

На рис. 1 представлены зависимости изменения напряжения на МДП-структуре при туннельной по Фаулеру-Нордгейму (Ф-Н) инжекции электронов из кремния от величины инжектированного заряда для плотности инжекционного тока 10~3 А/см2, температура образца варьировалась в диапазоне 18 + 100 °С.

ДУрВ

'.а-а-а-о-а-о-а-а-о-а-а-оО-а-о-оо-о-а-а-о о-о-о-о-о-о-о

-»З'

•6-

V *ч.

л, .

V

о

0.5

1.5

ц>

2 2.5 мКл/см2

3.5

Рис. 1. Сдвиг напряжения на МДП-структуре под действием туннельной инжекции Ф-Н электронов из кремния в зависимости от инжектированного заряда при плотности тока 1 мА/см2 для различных температур образца: 1, Г - 18 °С; 2, 2' - 50 °С; 3, 3' - 100 °С. Кривые 1, 2, 3 получены методом постоянного тока, а Г, 2', 3' - методом двухуровневой токовой нагрузки при плотности измерительного тока 10"7 А/см2.

Кривые 1,2,3 (рис. 1) измерены в режиме постоянного инжекционного тока. Кривые Г, 2', 3' (рис. 1) измерены в режиме двухуровневого инжекционного тока и соответствуют изменению напряжения на образце при плотности измерительного тока 10"7 А/см2. При изменении плотностей инжекционного стрессового тока в диапазоне 10"4 А/см2 - 0,1 А/см2 кривые, описывающие сдвиг напряжения на МДП-структуре от величины инжектированного заряда, имели характер, аналогичный показанному на рис. 1.

Установлено, что с ростом температуры наблюдается снижение плотности положительного заряда, что может быть связано с термической ионизацией части дырок, захваченных на ловушки. Характер экспериментальных зависимостей, полученных методом постоянного тока, хорошо согласуется с литературными данными. При малых плотностях инжекционного стрессового тока изменения положительного заряда диэлектрика, измеренные в режиме протекания постоянного тока и в режиме

двухуровневого токового воздействия, практически совпадали. При плотностях инжекционного тока 10" А/см2 при комнатной температуре и ниже изменения напряжения приложенного к структуре во время инжекции АУ,, измеренные методом двухуровневой нагрузки, превышали ДУ|, измеренные методом постоянного тока (рис. 1, кривые 1, Г). Причем это различие увеличивается с возрастанием плотности тока, при которой проводилась генерация положительного заряда. Таким образом, при больших плотностях инжекционного тока метод постоянного тока дает заниженные значения величины положительного заряда и не может быть использован для исследования кинетики накопления положительного заряда на начальном этапе его генерации. Использование предложенного двухуровневого токового воздействия позволяет значительно повысить точность определения величины положительного заряда во всем диапазоне сильнополевых воздействий и, в результате, получать качественно новую информацию о процессах генерации положительного заряда. При температуре 50 °С сдвиг напряжения ДУЬ полученный методом постоянного тока и двухуровневой токовой нагрузки, имеют одинаковую величину (рис. 1, кривые 2 и 2'). При температуре 100 "С метод двухуровневой токовой нагрузки дает заниженные значения ДУ; (рис. 1, кривая 3') по сравнению с методом постоянного тока, что связано с релаксацией части положительного заряда за время переключения на измерительный уровень тока, наблюдающейся при повышенных температурах.

Следовательно, при больших плотностях инжекционного тока при температурах ниже 50 °С метод двухуровневой токовой нагрузки дает более точные значения сдвига напряжения на МДП-структуре в результате накопления положительного заряда, а при высоких температурах необходимо уменьшать длительность измерительных участков 1т, что с учетом переходных процессов затрудняет контроль процесса генерации положительного заряда, и в этом случае целесообразно использовать метод постоянного тока.

Установлено, что изменение сдвига напряжения в МДП-структурах с тонкой термической пленкой БЮ? (7 нм) имеет тот же характер, что и для МДП-структур с толстыми термическими пленками 8Ю? (90 нм), однако величина инжектированного заряда, при которой наступает насыщение генерации положительного заряда становится значительно выше: 0,1 -И Кл/см2.

На рис. 2 представлены температурные зависимости плотности дырок, накапливающихся в пленке 8Ю2 МДП-структур, при различных плотностях туннельного тока.

Ю1-СМ"2

ю1

ю"

10"

10'

30 32 34 36 38 40 42 44 46 1/кТ, ЭБ"1

Рис. 2. Температурная зависимость плотности дырок, захваченных на ловушки в пленке 8Ю2 МДП-структур, при различных плотностях инжекционного тока: 1,4-1 мА/см2; 2 - 0,1 мА/см2; 3 - 0,01 мА/см2. Кривые 1,2,3 получены для МДП-структур с с1ох = 90 нм, а 4 - для структур с с!ох = 7 нм.

Плотность дырок рассчитывалась из сдвига напряжения на МДП-структуре в процессе инжекции, причем АУ] при температурах ниже 50 °С измерялись методом двухуровневой токовой нагрузки, а при температурах выше 100 °С методом постоянного тока. Как видно из рис. 2, все кривые спрямляются в полулогарифмических координатах р(1/Т) и имеют близкий наклон. Причем толщина окисла в МДП-структурах и технология изготовления образцов оказывает незначительное влияние на эти зависимости. Энергия термической ионизации дырочных ловушек, определенная из зависимостей, показанных на рис. 2, составляла 0,09 - 0,2 эВ.

Четвертая глава посвящена разработке и исследованию модели, учитывающей влияние температуры на генерацию положительного заряда в подзатворном диэлектрике МДП-структур в условиях сильнополевой туннельной инжекции электронов.

В предложенной модели учитываются следующие механизмы изменения зарядового состояния МДП-структуры в процессе сильнополевой инжекции электронов: межзонная ударная ионизация в 8Ю2 с образованием электронно-дырочных пар и захватом дырок на ловушки в окисле; захват

-О

1 -о-б =90 нм.рЮ А/см"

Ы *

2 -•6- с1 =90 нм. 3=10~*А/см"

3 =90 нм,]=10^А/см: 4-0-с1 = 7 нм. 1=1 О*А/см4

л» ''

накопленными дырками инжектированных электронов; термическая ионизация дырочных ловушек.

Анализ экспериментальных данных, приведенных на рис. 2. позволил сделать вывод о наличии термической иони?ации части дырок, захваченных на ловушки в окисле и ввести в дифференциальное уравнение для определения плотности дырочного заряда член, описывающий термическую ионизацию дырочных ловушек;

= Л [('»-1) + я1-о", -о-,,- р-друе\р

кТ

(1)

где ц - заряд электрона; р - плотность дырок, накапливаемых в 8Ю2; .)„ плотность инжекционного тока: (т 1) коэффициент генерации дырок (т -коэффициент умножения электронов); g - коэффициент генерации дырок из анода; Ыр и ар - плотности и сечения захвата дырочных ловушек в 8Ю2: оп -сечения захвата инжектированных электронов заполненными дырочными ловушками; V - частотный фактор; к - постоянная Больцмана; Т -абсолютная температура; ДЕ,„* приведенная энергия ионизации дырочных ловушек.

Для толщин окисла больше 30 нм параметры, входящие в выражение (1) были следующими: стр = 510"14 см2: с, = МО"18 см2; Ир- МО1'см"2; 4= 1.5-1013 см"2; - 6,4 МВ/см: и - 8,2 нм: и= 1,56 нм; Р0 - 9-10"3 нм; Р| = 3 нм; Ь0 = МО"13 МВ/см, а для толщин менее 30 нм: Е,,,' = 3,8 МВ/см: Р, = 5,5 нм: стр -4-10"'5 см2; »р= 3,5-1012 см'2; Ц, = 7 нм; ^ = 1,5 нм; 11= 21,6 нм.

На основе результатов моделирования были определены параметры термической ионизации дырочных ловушек. Энергия активации дырочных ловушек составляла 0,1-0,2 эВ, что хорошо согласовывалось с экспериментальными данными, представленными на рис. 2. Величина частотного фактора V лежала в диапазоне 300-1000 с"1.

Проведена оценка корреляции результатов, полученных при использовании модели, и экспериментальных данных, измеренных в широком диапазоне температур. Показано, что предложенная модель, построенная для структур $1-8Ю2-А1, может быть применена для описания изменения зарядового сосюяния при сильноиолсвой инжекции МДП-структур с поликремниевым электродом, легированным фосфором.

На рис. 3 приведены экспериментальные, по.гученные метдом двухуровневой токовой нагрузки, и теореI ические, рассчитанные на основе предложенной модели, зависимости изменения напряжения на МДП-структуре 8|-8Ю2-А1, харак!еризующие температурную и полевую зависимости генерации положительного заряда при различных режимах инжекции.

, мКл/см'

Рис. 3. Экспериментальные (1,2,3) и теоретические (Г, 2', 3') изменения напряжений ДУЬ характеризующие генерацию положительного заряда на МДП-структуре в процессе туннельной инжекции электронов из кремния в режиме протекания стрессового тока плотностью 10"3 А/см2 и 10"2 А/см2, в зависимости от величины инжектированного заряда. 1, 1', 2, 2' - плотность тока 10'3 А/см2; 3, 3', 4, 4' - плотность тока 10'2 А/см2

1, Г, 3, 3' - температура образца 18 °С;

2, 2', 4, 4' - температура 50 °С

Результаты расчетов с применением описанной модели хорошо коррелируют с полученными экспериментальными данными в достаточно широком диапазоне плотностей инжекционных токов и температур. Таким образом, разработанная модель позволяет учитывать термически-зависимые процессы, протекающие в пленке БЮ2 МДП-структур в процессе сильнополевой инжекции электронов, и повысить точность определения плотности положительного заряда.

Показано, что при рассмотрении процесса изменения зарядового состояния подзатворного диэлектрика необходимо учитывать не только отдельные механизмы накопления зарядов, но и их взаимное влияние и изменения локальных электрических полей в диэлектрике, обусловленные влиянием захваченных зарядов.

Показано, что использование предложенной модели для описания процессов генерации положительного заряда в МДП-структурах с тонкими диэлектрическими пленками менее 10 нм также хорошо согласуется с экспериментальными данными.

В пятой главе рассмотрены основные направления практического применения метода двухуровневой токовой нагрузки и результатов исследования генерации положительного заряда в подзатворном диэлектрике МДП-структур с учетом температурной зависимости в производстве МДП-ИС.

С использованием метода двухуровневой токовой нагрузки осуществлено комплексное исследование режимов технологической операции получения подзатворного диэлектрика КМДП-ИС серий 564. 1095 на ОАО "Восход" - Калужский радиоламповый завод. Предложено при производственном контроле качества подзатворного диэлектрика КМДП-ИС методом двухуровневой токовой нагрузки в качества информативного параметра использовать минимальную величину приращения напряжения на МД11-структуре в процессе инжекции заряда. Данный параметр пропорционален плотности сгенерированного положительною заряда в режиме насыщения. Полученные экспериментальные зависимое I и позволили скорректировать режимы проведения операции получения подзатворного диэлектрика.

Показано, что температура оказывает существенное влияние на процессы генерации положительного заряда в МДП-структурах при силыюполевой инжекции, и учет температурной зависимости генерации положительного заряда является обязательным условием при производственном контроле качества подзатворного диэлектрика КМДП-ИС инжекиионными методами.

С использованием метода двухуровневой токовой нагрузки проведена сравнительная оценка зарядовой стабильности МДП-структур, изготовленных по различным технологиям. Установлено, что проведение окисления во влажной среде при пониженных температурах окисления позволяет получать диэлектрические слои с пониженной плотностью положительного заряда во всем диапазоне рабочих температур. Найдены статистические распределения параметров, характеризующих процессы генерации положительного заряда по пластине для МДП-структур, изготовленных по различным технологическим процессам. Отмечается, что пидза гворный диэлектрик, выращенный в парах воды, характеризуется меньшей генерацией положительного заряда при инжекции заряда в сильных электрических полях и большим числом вновь созданных )лектронных ловушек. Эти данные хорошо согласуются с моделью перераспределения водорода в диэлектрике после сильнополевой туннельной инжекции.

Предложены рекомендации по совершенствованию 1схниЛ01 ическоги процесса получения дшлектричес-ких пленок ИС серий К1055, 1/э, 174. 526 на ЗАО "ОКБ-МЭЛ", направленные на повышение зарядовой стабильности приборов.

Разработаны рекомендации по режимам икжекционной модификации МДП-приборов, позволяющие получать требуемые

и

характеристики температурной зависимости генерации положительного заряда и тем самым минимизировать процессы зарядовой деградации диэлектрических пленок.

Общие выводы

1. Разработан метод двухуровневой токовой нагрузки для исследования генерации положительного заряда в термических пленках МДП-структур в сильных электрических полях в условиях инжекции заряда в диэлектрик, позволяющий определять характеристики генерационных процессов в МДП-структурах без перекоммутации испытуемого образца.

2. Установлены температурные зависимости генерации положительного заряда в МДП-структурах 81-8Ю2-А1 и 81-8Ю2-81* с термической пленкой 8Ю2 толщиной от 7 нм до 90 нм в сильных электрических полях при плотностях тока от 10"6 А/см2 до 1 А/см2 в диапазоне температур от -50 до 150 "С.

3. Разработана учитывающая температурную зависимость модель генерации положительного заряда в МДП-структурах, основанная на использовании следующих процессов изменения зарядового состояния образца: межзонная ударная ионизация в 8Ю2 с созданием электронно-дырочных пар и захватом дырок на ловушки в окисле; захват накопленными дырками инжектированных электронов; термическая ионизация дырочных ловушек.

4. Проведено моделирование кинетики накопления положительного заряда, учитывающее температуру образца и режимы инжекции, в том числе за пределами возможностей экспериментальных методов.

5. Получены на основе применения метода двухуровневой токовой нагрузки качественно новые экспериментальные данные, характеризующие температурную зависимость генерации положительного заряда в термической пленке 8Ю2 МДП-структур при больших плотностях туннельного тока: 10'3 -н 1 А/см2.

6. Разработана автоматизированная установка определения зарядовых характеристик МДП-структур на основе предложенного метода, позволяющая проводить исследование зарядового состояния МДП-структур в диапазоне токовых нагрузок 10"" А -г- 10"4 А при изменении температуры от -50 до +150 °С.

7. На основе экспериментальных и теоретических исследований температурных зависимостей генерации положительного заряда разработаны рекомендации по корректировке технологического процесса получения подзатворного диэлектрика серийно выпускаемых КМДП-ИС 564 серии на ОАО "Восход" - Калужский радиоламповый завод и ЗАО «ОКБ МЭЛ», что позволило повысить качество выпускаемых интегральных схем.

В заключении обобщены результаты проведённых исследований.

В приложении приведён акт об использовании результатов диссертационной работы на предприятии ОАО "Восход" - Калужский радио.тмповый завод (г. Калуга), а гакже акт об использовании ре5улыагои диссер|ационпой работы на предприятии ЗАО "ОКБ MDJI" (г. Калуга).

Основное содержание диссертации отражено в следующих рабшах:

1. Метод двухуровневой юковой нагруби для контроля параметров положительного заряда МДП-структ\р в сильных электрических полях / В.В. Андреев, В.Г. Барышев, Г.Г. Бондаренко, В.Е. Драч ¡' Перспективные материалы. 2003. N5.-0.94-99.

2. Исследование процессов сильнополевой инжекционной модификации и деградации МДП-структур / В.В. Андреев, Г.Г. Бондаренко, ВТ. Дегтярев, В.Е. Драч // Перспективные материалы. - 2004. - № 2. -С. 20-27.

3. Plasma and injection modification of gâte dielectric in MOS structures / G.G. Bondarenko, V.V. Andreev, A.A. Stolyarov, V.E. Drach /' Thin solid films. -2003. - V.427. - P.377-380.

4. Андреев В.В., Драч В.Е., Орехов С.Ю. Контроль качества КМДП-ИС с учетом температурной зависимости генерации положительного заряда методом управляемой токовой нагрузки <7 Труды МГТУ. - 2005. -№5. - С.19-24.

5. Влияние сильнополевой инжекции на дефектность МДП-структур /В.В. Андреев, В.Г. Барышев, В.Е. Драч. М.А. Столяров // Шумовые и деградациоиные процессы в полупроводниковых приборах: Ма1ериалы Международного научно-методического семинара. - М., 2002. -С. 170-174.

6. Драч В.Е., Столяров М.А., Ткаченко А.Л. Исследование ста 1 ис I йчсского распределении параметров МДП-структур. подвергшихся инжекционной модификации '/ Концентрированные потоки эиергии в космической технике, электронике, экологии и медицине: Материалы III Межвузовской научной школы молодых специалистов. - М., 2002. -C.111-115.

7. Метод контроля релаксирующих зарядов в МДП-структурал после во действия ионизирующих излучений / В.Г. Варышев. В.Е. Драч. Г.Г. Бондаренко и др. // Радиационная фимка твердого 1сла. Тр\ды XI Межнациональною совещания. -М., 2001. -С.428-432.

8. Лоскутов С.А., Чухраем И.В., Драч В. Е. Авюмапимрованная установка для исследования параметров дюлекфичеочйх слоев МДП-струыур '! Приборостроение-2001. Материалы Международной научно-техн. конф. - Симеиз-Винница, 2001. - С.20.

9. Dégradation and Modification ot Gâte Dielectric in MOS Structures by High-field Multileve! Current Stress / G.G. Bondarenko, V.V Andreev, A.A. Stolyarov, V.L. Drach / AVS: Proc. of the 49th International Symposium. - Denver (USA). 2002. - Abstract Number. 291.

10. Драч В.Е. Исследование влияния температуры на генерацию и генерацию положительного заряда в диэлектрической пленке МДП-структур //Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы региональной науч.-тех. конференции студентов и аспирантов. - Калуга, 2002. - С.89.

11. Драч В.Е. Исследование МДП-транзисторов после сильнополевой инжекции по проходным характеристикам // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы региональной научно-техническая конференции студентов и аспирантов. - Калуга, 2003. - С.29.

12. Study of temperature dependence of positive charge generation in thin dielectric film of MOS structure under high-fields / G.G. Bondarenko, V.V. Andreev, V.E. Drach et al. // Proc. of the 13th International Congress on Thin Films & 8th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces & Nanostructures. - Stockholm, 2005. - P.86.

Investigation of temperature dependence of positive charge generation in MOS structures under high-field electron injection / V.V. Andreev, V.E. Drach, S.A. Loskutov, A.A. Stolyarov // FIEM-05: Proc. of the International conference. - Kaluga, 2005. - P.92.

Драч Владимир Евгеньевич

Исследование температурной зависимости генерации положительного заряда в термических пленках БЮг МДП-структур в условиях управляемой сильнополевой инжекции электронов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 22.09.2005г. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага типографская № 2. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1.0. Уч.-изд. л. 1.0. Тираж 100 экз.

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана Калужский филиал 248600, г. Калуга, ул. Баженова, 4.

»18521

РНБ Русский фонд

2006-4 19622

i

Введение.

Глава 1. Генерация положительного заряда в термических пленках 8Юг МДП-структур при сильнополевых воздействиях.

1.1. Зарядовая природа и дефекты термических плёнок БЮг на кремнии.

1.2. Влияние сильных электрических полей на генерацию положительного заряда в подзатворном диэлектрике МДП-структур.

1.3. Методы определения электрофизических параметров МДПструктур.

1.4. Моделирование генерации положительного заряда в диэлектрике

МДП-структур.

Выв'оды к г л а в е 1.

Глава 2. Метод двухуровневой токовой нагрузки для исследования генерации положительного заряда в диэлектрике МДП-структур.

2.1. Основы метода двухуровневой токовой нагрузки.

2.2. Использование метода управляемой токовой нагрузки для иссле- 40 дования процессов генерации положительного заряда в МДП-структурах.

2.3. Установка для реализации метода двухуровневой токовой нагрузки

2.4. Совместное использование метода двухуровневой токовой нагрузки и СУ-характеристик для контроля зарядового состояния МДПструктур

Выводы к главе 2.

Глава 3. Исследование генерации положительного заряда в термиче-<' ских пленках 8102 МДП-структур при воздействии сильных электрических полей в широком диапазоне температур.

3.1. Генерация положительного заряда в МДП-структурах с термической пленкой БЮг при инжекции электронов в сильных электрических полях при комнатной температуре.

3.2. Влияние температуры на генерацию положительного заряда в МДП-структурах с толстой термической пленкой 8Юг при инжекции электронов в сильных электрических полях.

3.3. Особенности генерации положительного заряда в тонких термических пленках 8Юг МДП-структур при инжекции электронов в сильных электрических полях.

3.4. Влияние режимов инжекции (плотности тока) на температурную зависимость генерации положительного заряда в термических пленках

МДП-структур.

Выводы к главе 3.

Глава 4. Моделирование процессов генерации положительного заряда в подзатворном диэлектрике МДП-структур.

4.1. Модель зарядового состояния МДП-структур с толстыми пленками в условиях сильнополевой туннельной инжекции.

4.2. Модель зарядового состояния МДП-структур в условиях сильнополевой туннельной инжекции.

4.3. Моделирование процессов генерации положительного заряда в тонких термических пленках 8Юг.

Выводы к главе 4.

Глава 5. Применение метода контроля генерации положительного заряда в производстве МДП-ИС.

5.1. Метод оценки качества подзатворного диэлектрика КМДП-ИМС по сдвигу напряжения, приложенному к прибору, с учетом температурной зависимости.

5.2. Влияние технологических факторов на генерацию положительно-• го заряда в МДП-структурах в сильных электрических полях при различных температурах и контроль качества диэлектрических пленок в производстве ИС с учетом температурной зависимости.

5.3. Влияние температурной зависимости генерации положительного заряда в МДП-структурах с термической пленкой двуокиси кремния при проведении инжекционной модификации.

5.4. Генерация положительного заряда в короткоканальных МДПтранзисторах.

Выводы к главе 5.

Актуальность темы Надёжность электронной аппаратуры и вычислительной техники в настоящее время в первую очередь связана с безотказностью и стабильностью интегральных схем (ИС). Большинство ИС выпускается по КМОП технологии, в основе которой лежат структуры металл-диэлектрик-полупроводник (МДП). Основным механизмом, определяющим зарядовую стабильность и надежность МДП-ИС, работающих в критических условиях (сильные электрические поля, радиационные облучения и т.д.), является генерация положительного заряда в подзатворном диэлектрике. Несмотря на интенсивные исследования данной проблемы, в настоящее время нет однозначного понимания физических процессов и модельных представлений, описывающих данное явление в широком диапазоне стрессовых воздействий и изменяющейся температуры объекта. Авторами предложено несколько моделей, описывающих деградационные процессы. Однако в большинстве работ не уделяется достаточного внимания температурной зависимости генерации положительного заряда в сильных электрических полях, что, по-видимому, связано с недостаточностью экспериментальных данных и несовершенством методов измерения. Как показали исследования, результаты которых будут представлены в гл. 3, данная компонента вносит существенный вклад в зарядовую нестабильность МДП-приборов при их работе в критических режимах и, следовательно, не может быть исключена из рассмотрения. В результате учета данной компоненты появляется возможность более полно определить механизмы деградации подза-творного диэлектрика и критические режимы работы полупроводниковых приборов, определить пути совершенствования технологии получения диэлектрических плёнок, направленные на повышение стойкости приборов на основе МДП-структур к стрессовым воздействиям.

Исследование зарядовых явлений в диэлектрических плёнках МДП-структур проводят с помощью следующих экспериментальных методов: метода высокочастотных и низкочастотных вольт-фарадных характеристик (СУ-методы), метода зарядовой накачки (СР-метод), измерение токов тер-мостимулированной деполяризации (ТСД). Однако все вышеперечисленные методы при исследовании генерации зарядового состояния МДП-структур требуют обязательной перекоммутации тестируемого образца и позволяют проводить исследования только в диапазоне слабых полей, соизмеримых с полем заряда в диэлектрике.

Одним из перспективных методов исследования параметров зарядовой нестабильности МДП-структур является метод управляемой токовой нагрузки, поддающийся автоматизации и позволяющий проводить комплексное исследование параметров зарядового состояния подзатворного диэлектрика в широком диапазоне полей, причем без перекоммутации тестируемого образца. Таким образом, разработка методики исследования температурной зависимости генерации положительного заряда на его основе представляет большой практический интерес.

Цель работы

Цель работы состояла в установлении температурных закономерностей генерации положительного заряда в термических пленках БЮг МДП-структур в условиях управляемой сильнополевой инфекции электронов в диэлектрик. Поставленная цель вызвала необходимость решения следующих задач:

1) разработка инжекционного метода исследования генерации положительного заряда в МДП-структурах в сильных электрических полях в широком диапазоне температур и экспериментальной установки, реализующей данный метод;

2) комплексное исследование процессов генерации положительного заряда в МДП-структурах в сильных электрических полях в широком диапазоне температур;

3) разработка математической модели, учитывающей температурную зависимость генерации положительного заряда в МДП-структурах в условиях управляемой сильнополевой инжекции электронов.

4) оценка качества изготовления подзатворного диэлектрика МДП-ИС по температурной зависимости генерации положительного заряда.

Научная новизна

1. Впервые установлены температурные зависимости генерации положительного заряда в МДП-структурах БиБ^Ог-А! и БьЗЮг-поликремний (Б!*) с термической пленкой 8102 толщиной от 7 нм до 90 нм в сильных

А О

5 МВ/см) электрических полях при плотностях тока от 10" А/см до 1 А/см2 в диапазоне температур от -50 до +150 °С.

2. Получены уточненные данные генерации положительного заряда при больших плотностях туннельного тока.

3. Разработана учитывающая температурную зависимость модель генерации положительного заряда в МДП-структурах, основанная на использовании следующих процессов изменения зарядового состояния образца: межзонная ударная ионизация в 8Ю2 с созданием электронно-дырочных пар и захватом дырок на ловушки в окисле; захват накопленными дырками инжектированных электронов; термическая ионизация дырочных ловушек.

4. Разработан алгоритм, реализующий метод двухуровневой токовой нагрузки.

Практическая ценность работы

1. Разработан метод исследования генерации положительного заряда МДП-структур в сильных электрических полях в условиях инжекции заряда в диэлектрик, позволяющий отслеживать изменение зарядового состояния подзатворного диэлектрика при различных температурах.

2. Разработана автоматизированная установка определения зарядовых характеристик МДП-структур, реализующая предложенный метод.

3. Проведено сравнение генерации положительного заряда в МДП-структурах в сильных электрических полях при различных температурах, изготовленных в различных технологических процессах.

4. Предложена модель оценки изменения зарядового состояния МДП-структур, позволяющая прогнозировать кинетику зарядового состояния МДП-структур в процессе сильнополевой туннельной инжекции при различных температурах.

5. Предложены рекомендации по совершенствованию технологического процесса изготовления подзатворного диэлектрика КМДП-ИС на ОАО "Восход" - КРЛЗ г. Калуга.

6. Предложены рекомендации по совершенствованию технологического процесса изготовления диэлектрических пленок ИС на ЗАО "ОКБ-МЭЛ" г. Калуга.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Метод двухуровневой токовой нагрузки, обеспечивающий сильнополевую инжекцию электронов в диэлектрик, для исследования температурной зависимости генерации положительного заряда в термической пленке 8Ю2 МДП-структур.

2. Температурная зависимость генерации положительного заряда в термических пленках Б Юг МДП-структур в условиях управляемой сильнополевой инжекции электронов в диэлектрик.

3. Модель генерации положительного заряда в термических пленках 8Юг в условиях управляемой сильнополевой инжекции электронов, учитывающая термическую ионизацию дырочных ловушек.

4. Результаты использования двухуровневого инжекционного метода для контроля генерации положительного заряда в МДП-структурах в условиях промышленного производства.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Юбилейной Всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (Калуга, 1999г.), Тридцать четвёртых чтениях, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского (Калуга, 1999г.), Всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении», (Калуга, 2000г.), 1-ой Российской конференции молодых учёных по математическому моделированию (Москва, 2000г.), Региональной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (Калуга, 2000г.), Всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (Калуга, 2000г.), Региональной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (Калуга, 2001г.), 1-ой Российской конференции молодых ученых по физическому материаловедению

Калуга, 2001г.), Межвузовской научной школе молодых специалистов «Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине» (Москва, 2001г.), XI Межнациональном совещании «Радиационная физика твердого тела» (Москва, 2001г.), Всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (Москва, 2001г.), Восьмой всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2001» (Москва, 2001 г.), Региональной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (Калуга, 2002г), III Межвузовской научной школе молодых специалистов «Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине» (Москва, 2002г.), Международном научно-методическом семинаре «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах» (Москва, 2002г.), Международной конференции "Физика электронных материалов" (Калуга, 2002г., 2005г.), Региональной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (Калуга, 2003г.), Региональной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (Калуга, 2005г.), 13th International Congress on Thin Films & 8th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces & Nanostructures (Стокгольм, 2005 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 работ. Результаты диссертационной работы вошли в научно-технические отчёты по хоздоговорным и госбюджетным НИР, выполненным при непосредственном участии автора.

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 155 наименований и приложения. Она содержит 182 страниц сквозной нумерации, 3 таблицы и 59 рисунков.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Предложен новый способ исследования процессов генерации положительного заряда в подзатворном диэлектрике МДП-структур при туннельной по Фаулеру-Нордгейму инжекции электронов из кремния, в котором наряду со стрессовым уровнем тока, обеспечивающим генерацию положительного заряда, вводится дополнительный измерительный уровень инжекцион-ного тока, на котором осуществляется оценка изменения заряда диэлектрика. Использование этого способа позволило получить качественно новые экспериментальные данные о кинетике накопления положительного заряда при больших плотностях туннельного тока.

2. Разработан новый способ исследования генерации положительного заряда в термической пленке оксида кремния, учитывающий температурную зависимость генерационных процессов.

3. Установлены температурные зависимости генерации положительного заряда в МДП-структурах Si-Si02-Al и Si-Si02-Si* с термической пленкой

Si02 толщиной от 7 нм до 90 нм в сильных электрических полях при плотно

6 2 2 стях тока от 10" А/см до 1 А/см в диапазоне температур от -50 до 150 °С.

4. Разработана учитывающая температурную зависимость модель генерации положительного заряда в МДП-структурах, основанная на использовании следующих процессов изменения зарядового состояния образца: межзонная ударная ионизация в Si02 с созданием электронно-дырочных пар и захватом дырок на ловушки в окисле; захват накопленными дырками инжектированных электронов; термическая ионизация дырочных ловушек.

5. Проведено моделирование кинетики накопления положительного заряда, учитывающее температуру образца и режимы инжекции, в том числе за пределами возможностей экспериментальных методов.

6. Получены на основе применения метода двухуровневой токовой нагрузки качественно новые экспериментальные данные, характеризующие температурную зависимость генерации положительного заряда в термической пленке Б Юг МДП-структур при больших плотностях туннельного тока: 10-41 А/см2.

7. Разработана автоматизированная установка определения зарядовых характеристик МДП-структур на основе предложенного метода, позволяющая проводить исследование зарядового состояния МДП-структур в диапазоне токовых нагрузок 10"п -е- 10'4 А при изменении температуры от -50 до +150°С.

8. На основе экспериментальных и теоретических исследований температурных зависимостей генерации положительного заряда разработаны рекомендации по корректировке технологического процесса получения под-затворного диэлектрика серийно выпускаемых КМДП-ИС 564 серии на ОАО "Восход" - Калужский радиоламповый завод и ЗАО «ОКБ МЭЛ», что позволило повысить качество выпускаемых интегральных схем.

1. Андреев В.В., Барышев В.Г., Столяров А.А. Инжекционные методы исследования и контроля структур металл-диэлектрик-полупроводник: Монография. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. — 256 с.

2. Красников Г.Я., Зайцев Н.А. Система кремний диоксид кремния субмикронных СБИС. - М.: Техносфера, 2003. - 384 с.

3. Барабан А.П., Булавинов В.В., Коноров П.П. Электроника слоев Si02 на кремнии. Л.: ЛГУ, 1988. -304 с.

4. Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов / Под ред. Р.А.Суриса: Пер. с англ. М.: Мир, 1984. - Т.2. - 456 с.

5. Першенков B.C., Попов В.Д., Шальнов А.В. Поверхностные радиационные эффекты в ИМС. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 256 с.

6. Румак Н.В. Система кремний-двуокись кремния в МОП-структурах. Минск: Наука и техника, 1986. - 240 с.

7. Масловский В.М. Долговременные нестационарные процессы в МДП-структурах с аморфными диэлектриками на основе кремния: Дисс. . док. физ.-мат. наук. М.: МГИЭМ (ТУ), 1996. - 256 с.

8. Столяров A.A. Высокополевая туннельная инжекция в системах металл-диэлектрик-полупроводник и разработка методов их контроля: Дисс. . док. техн. наук М.: МГИЭМ (ТУ), 1998. - 365 с.

9. Носов Ю.Р., Шилин В.А. Основы физики приборов с зарядовой связью. М.: Наука, 1982. - 320 с.

10. Гриценко В.А. Строение и электронная структура аморфных диэлектриков в кремниевых МДП-структурах. Новосибирск: Наука, 1993. -280 с.

11. Arnold D., Carrier 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.

12. DiMaria D.J., Cartier E., Buchanan D.A. Anode hole injection and trapping in silicon dioxide //J. Appl. Phys. 1996. - V.80, № 1. -P.304-317.

13. Fischetti M.V. Generation of positive charge in silicon dioxide during avalanch and tunnel electron injection // J. Appl. Phys. 1985. - V.57, № 8. -P. 2860-2879.

14. Gadiyak G.V. Hydrogen redistribution in thin silicon dioxide films under electron injection in high field // J. Appl. Phys. 1997. - V. 82, № 11. -P.5573-5579.

15. Al-kofahi I. S., Zhang J. F., Groeseneken G. Continuing degradation of the Si02/Si interface after hot hole stress // J. Appl. Phys. 1997. - V.81, № 6. -P.2686-2692.

16. Generation and relaxation phenomena of positive charge and interface trap in a metal-oxide-semiconductor structure / Q.D.M. Khosru, N. Yasuda, K. Taniguchi, C. Hamaguchi // J. Appl. Phys. 1995. - V.77. - P.4494-4503.

17. МОП-СБИС. Моделирование элементов и технологических процессов / Под ред. П. Антонетти и др.: Пер. с англ. — М.: Радио и связь, 1988. — 496 с.

18. Литовченко В.Г., Горбань А.П. Основы физики микроэлектронных систем металл-диэлектрик-полупроводник. Киев: Наукова думка, 1978. — 316с.

19. Вертопрахов В.Н., Кучумов Б.М., Сальман Е.Г. Строение и свойства структур Si-Si02-Me. Новосибирск: Наука, 1981. - 94 с.

20. Емельянов A.M. Ловушки для электронов в термических пленках Si02 на кремнии // Микроэлектроника. 1986. - Т. 15, вып. 5. - С. 434-442.

21. Avni Е., Shappir J. Modeling of charge-injection effects in metal-oxide-semiconductor structures // J. Appl. Phys. 1988. - V.64, № 2. - P.734-742.

22. Измерения и контроль в микроэлектронике / Под ред. А.А. Сазонова. М.: Высшая школа, 1984. - 367 с.

23. РД 11 0755-90. Микросхемы интегральные. Методы ускоренных испытаний на безотказность и долговечность. М., 1990. - 99 с.

24. Управление качеством электронных средств / Под ред. О.П. Глуд-кина. -М.: Высшая школа, 1992.-414 с.

25. Корзо В.Ф., Черняев В.Н. Диэлектрические пленки в микроэлектронике. М.: Энергия, 1977. - 368 с.

26. Воробьев Г.А., Мухачев В.А. Пробой тонких диэлектрических пленок. М.: Сов. радио, 1977. - 72 с.

27. Физические основы надежности интегральных схем / Под ред. М. Миллера. М.: Сов. радио, 1976. - 320 с.

28. Джоветт Ч.Е. Статическое электричество в электронике. — М.: Энергия, 1980.-136 с.

29. Масловский В.М., Личманов Ю.О., Семанович Е.В. Влияние протяженных дефектов на пробой тонкопленочных МДП-структур // Письма в ЖТФ. 1993. - Т. 19, вып. 24.-С. 11-16.

30. Kimura A., Mitsuhashi J., Kogama H. Si/Si02 interface states and neutral oxide traps induced by surface microroughness // J. Appl. Phys. — 1995.— V. 77, №4.-P. 1569-1575.

31. Ажажа Э.Г., Коркин В.И. О сплошности окисных пленок кремния //Электронная техника. Сер.2. Полупроводниковые приборы. — 1968. -Вып. 3. С. 44-53.

32. Оценка вероятности выхода годных МОП-ИС по пористости под-затворного диэлектрика / К.М. Кролевец, А.В. Кудина, Э.М. Тысячник и др. //Электронная техника. Сер. 3. Микроэлектроника. 1975. -Вып. 1. - С. 5660.

33. Ченышев А.А., Араненков А.П. Развитие сотрудничества разработчиков СБИС, средств производства и контроля // Электронная промышленность. 1990. - № 12. - С. 37-40.

34. Андрушко А.Ф., Зелеленов В.И., Устинов В.Ф. Влияние дефектности кремния и эффективного периметра МДП-структур на электрическую прочность подзатворного диэлектрика // Электронная техника. Сер. 3. Микроэлектроника. 1980. - Вып. 1. - С. 48-51.

35. Исследование природы сквозных пор в пленках двуокиси кремния на кремнии / B.C. Данилович, Б.М. Аюпов, Т.Н. Смирнова и др. // Микроэлектроника. 1975. - Т. 4, вып. 1. - С.89-92.

36. Герасименко B.C., Посудиевский А.Ю. Дислокационная структура и морфология системы SiÜ2-Si // Физика диэлектриков: Тез. докл. Всесоюзной научно-техн. конф. Баку, 1982. - С. 110.

37. Эдельман Ф.Л. Структура компонентов БИС. — Новосибирск: Наука, 1980.- 256 с.

38. Козлов Б.И., Раков A.B. Исследование структурных особенностей пограничных областей системы кремний-двуокись кремния, полученной термическим окислением кремния // Электронная техника. Сер. 3. Микроэлектроника. 1970. - Вып. 4. - С. 60-64.

39. Литвиненко С.А., Циганков И.Н. Исследование влияния фазовых переходов в окисле на зарядовые и механические свойства системы кремний-окисел И Поверхность. Физика, химия, механика. 1982. — № 5. - С. 7375.

40. Литвиненко С.А., Митрофанов В.В., Соколов В.И. Процессы, протекающие при формировании системы кремний-окисел, и их влияние на свойства кремниевых планарных структур // Электронная техника. Сер. 2. Полупроводниковые приборы. 1983. - Вып. 1. - С. 50-60.

41. Лукичев A.B. Проблема загрязненности технологических сред микрочастицами в современной микроэлектронике // Электронная промышленность. 1988. - № 3. - С. 41-46.

42. Холоменко A.A., Пчелкин В.Ю. Об эффекте образования частиц на конденсированных в вакууме металлических пленках // Физика металлов и металловедение. 1969. - Т. 28, вып. 3. - С. 112-114.

43. Введение в фотолитографию / Под ред. В.П.Лаврищева. М.: Энергия, 1977.-400 с.

44. Лабутин Н.И., Мартынов В.В., Павалайнян B.C. Перенос дефектов фотошаблона на пленки двуокиси кремния в процессе контактной фотолитографии // Электронная техника. Сер. 7. — 1971. Вып. 5. - С. 41 - 44.

45. Литвиненко С.А., Литовченко В.Г., Соколов В.И. Исследование процессов структурной релаксации, протекающих в системе кремний-окисел при ее формировании // Физика диэлектриков: Тез. докл. Всесоюз. научно-техн. конф. -Баку, 1982.-С. 115.

46. Денисюк В.А., Попов В.М. Влияние дефектов с аномально высокой скоростью генерации на характеристики МДП-транзисторов // Электронная техника. Сер. 3. Микроэлектроника. — 1980. Вып. 1. — С.82-85.

47. Денисюк В.А., Попов В.М. Метод определения МДП-структур с аномально высокой скоростью генерации неосновных носителей // Электронная техника. Сер. 8. Управление качеством, стандартизация, метрология, испытания. -1975. № 11. - С. 60-64.

48. Денисюк В.А., Попов В.М. Исследование качества структуры Si-Si02 по характеристикам ее генерационной активности // Электронная техника. Сер. 3. Микроэлектроника. 1978. -№ 1. - С. 14-16.

49. Красников Г.Я., Радионов A.A. Стабильность параметров МДП-ИС при термических и токовых воздействиях // Электронная промышленность. — 1988. — № 4. — С.43-44.

50. Жарких Ю.С., Пятницкий В.В., Третяк О.В. Локализация заряда на гидрофобной и гидрофильной поверхности кремния и в окисной пленке // Микроэлектроника. 1997. - Т. 26, вып. 6. - С. 464-469.

51. Greeuw G., Bakker S., Verwey J.F. Influence of annual temperature on the mobile ion concentration in MOS structures // Solid State Electron. — 1984. -V.27, № 1. P. 77-81.

52. Броудай Ч., Мерей Дж. Физические основы микротехнологии. М.: Мир, 1985.-496 с.

53. Цербст М. Контрольно-измерительная техника. М.: Энергоатом-издат, 1989.-320 с.

54. Таруи Я. Основы технологии сверхбольших интегральных схем, — М.: Радио и связь, 1985. 480 с.

55. Радиационные эффекты в короткоканальных МДП-приборах / М.Н. Левин, С.Г. Кадминский, А.В.Татаринцев и др. // Микроэлектроника.- 1992.-Т. 21, вып. 2. С. 34-41.

56. Влияние электронного облучения на характеристики МДП-структур при исследовании в растровом электронном микроскопе / М.Г. Кар-тамышев, А.Н. Невзоров, А.А. Обухов и др. // Микроэлектроника. 1990. — Т. 19, вып. 1.-С. 22-30.

57. Altken J.M., Yuong D.R. Electron trapping by radiation induced positive charge in Si02// J. Appl. Phys. 1976. - V. 47. - P. 1196-1201.

58. Altken J.M., Yuong D.R., Pan K. Electron trapping in electron-beam irradiated Si02 // J. Appl. Phys. 1978. - V. 49. - P. 3386-3391.

59. Гадияк Г.В., Stathis J. Физическая модель и результаты численного моделирования деградации Si/Si02-CTpyKTypbi при отжиге в вакууме // ФТП.- 1998. Т. 32, № 9. С.1079-1082.

60. Гадияк Г.В. Моделирование распределения водорода при инжекции электронов в пленках Si02 в сильных электрических полях // ФТП. — 1997. — Т.31, №3.-С.257-263.

61. DiMaria D.J., Buchanan D.A., Stathis J.H. Interface states induced by the presence of trapped holes near the silicon-silicon-dioxide interface // J. Appl. Phys. 1995. - V.77, № 5. P.2032-2040.

62. Scarpa A., Paccagnella A., Ghidini G. Instability of post-Fowler-Nordheim stress measurements of MOS devices // Solid-State Electron. 1997. -V. 41, № 7. - P. 935-938.

63. Гуртов B.A., Назаров A.M., Травков И.В. Моделирование процесса накопления объемного заряда в диэлектриках МДП-структур при облучении // ФТП. 1990. - Т.24, вып.6. - С.969-977.

64. Knoll M., Brauning D., Fahrner W.R. Comparative studies of tunnel injection and irradiation on metal oxide semiconductor structures // J. Appl. Phys. — 1982. V.53, № 10. — P.6946-6952.

65. Nissan-Cohen Y., Shappir J., Frohman-Bentchkowsky D. High-field and current-induced positive charge in thermal Si02 layers // J. Appl. Phys.— 1985. — V. 57,№8.-P. 2830-2839.

66. Ricco В., Fischetti M.V. Temperature dependence of the current in Si02 in the high field tunneling regime // J.Appl. Phys. 1984. - V. 55, № 12. -P.2557-2562.

67. Solomon P., Klein N. Impact ionization in silicon dioxide at fields in breakdown range // Solid State Communications. 1975. - V. 17, №11. - P. 13971400.

68. Fischetti M.V. Model for the generation of positive charge at the Si-Si02 interface based on hot-hole injection from the anode // Phys. Rev. B. 1985. - V. 31, № 4. - P. 2099-2106.

69. Нагин А.П., Тюлькин B.M. О механизме генерации положительного заряда в структуре Si- Si02 в сильных полях // Письма ЖТФ. — 1982. — Т.8, вып.23. С. 1423-1427.

70. Holand S., Ни S. Correlation between breakdown and process-induced positive charge trapping in thin thermal Si02 // J. Electrochem. Soc. 1986. — V.133, № 8. — P.1705-1712.

71. Efimov V.M., Meerson E.E., Evtukh A.A. Study of tunnel currents of electrons and holes in thermal Si02 with charge accumulation in the dielectric //Phys. Stat. Sol. (A). 1985. - V.91. -P.693-703.

72. 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.

73. Chen C.F., Wu C.Y. A characterization model for ramp voltage-stressed I-V characteristics of thin thermal oxides grown silicon substrate // Solid State Electronics. 1986.-V. 29, № 10.-P.l059-1068.

74. Avni E., Sonnenblick Y., Nissan-Cohen Y. The effect of gate material on oxide degradation due to charge-injection in metal-oxide-semiconductor capacitors // Solid State Electronics. 1988. - V.31, № 2. - P.245-250.

75. Глудкин О.П., Черняев B.H. Технология испытания микроэлементов радиоэлектронной аппаратуры и интегральных микросхем. — М.: Энергия, 1980.-360 с.

76. Ленков С.В., Зубарев В.В., Тариелашвили Г.Т. Физико-технический анализ причин отказов электрорадиоизделий в составе радиоэлектронной аппаратуры // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 1997.-№3.-С. 31-34.

77. Фогель В.А. Электрохимический метод определения пористости диэлектрических пленок // Электронная техника. Сер. Полупроводниковые приборы. -1971.- Вып. 1. С.87-93.

78. Ковчагцев А.П., Французов A.A. Пористость термического окисла толщиной 30-600 А // Микроэлектроника. 1979. - Т. 8, № 5. - С. 439-444.

79. Перелыгин А.И., Холомина Т.А., Лактюшкин О.Н. Электрофизические методы исследования и контроля параметров МДП-систем. Рязань: РРТИ, 1983.-64 с.

80. Исследование сплошности тонких диэлектрических пленок методом электрографии / А.Б. Ванштейн, Г.В. Власов, Г.И. Королева и др. // Электронная техника. Сер. 3. Микроэлектроника. 1974. - № 2. - С. 57-61.

81. Беспалов Г.П. Сравнительная оценка методов контроля пористости диэлектрических пленок // Электронная техника. Сер. 8. Управление качеством, стандартизация, метрология, испытания, 1982. - № 3. - С. 49-51.

82. Гриценко Н.И., Кучеров С.И. Контроль дефектности поверхности кремния нематическими жидкими кристаллами // Микроэлектроника. 1997. -Т. 26,№ 5. -С.389-391.

83. Боханкевич В.И. Исследование изолирующих свойств подзатвор-ного диэлектрика по вольтамперным характеристикам МДП-структур

84. Электронная техника. Сер. 8. Управление качеством, стандартизация, метрология, испытания. 1980. - № 6. - С. 50-54.

85. Демидова Г.Н., Глудкин О.Н., Черняев В.Н. Диагностика дефектов диэлектрика с помощью исследования начального пробоя МДП (МДМ)-структур // Микроэлектроника. 1982. - Т. 11, № 4. - С. 356-366.

86. Wang S.T., Harari Е., Neelsen W.Y. Improved reliability and yield in thin thermal Si02// Proc. of the 16-th Annual Proceedings Reliability Physics. -USA, 1978.-P. 137-139.

87. Лашевский P.A., Филаретов Г.А., Шапиро A.A. Исследование надежности затворного диэлектрика МДП-структур // Микроэлектроника. — 1980. Т. 9, вып. 4. - С. 347-354.

88. Лещенко Н.Е., Рвачев А.П., Чугай О.И. Поляризация центров переноса заряда и контроль качества МДП-структур // Электронная техника. Сер. 8. 1980. - Вып. 4. - С. 79-81.

89. Костычев Г.И. Явление пробоя в тонких слоях МДП-структур // Электронная промышленность. 1971. - № 1. - С.80-81.

90. Luchies J.M., Kuper F.,Verwei J. On the use of DC measurements for ESD-related process monitoring // ESREF-92: Proc. of the Eur. Symp. Reliab. Electron. Devices, Failure and Anal. Schwabisch Gmund, Ost., 1992. - №4. -P.309-313.

91. A.c. 699454 СССР. Способ определения параметров МДП-структур / В.И. Боханкевич // Б.И. 1980. - №43.

92. Инициирование микропробоя МДП-структур на основе кремния со сверхтонкими диэлектрическими слоями / Н.С. Мукаилов, А.А. Суханов, Г.В. Степанов и др. // Микроэлектроника. 1989. - Т. 18, вып. 6. - С.544-548.

93. Solomon P. High-field electron trapping in Si02 // J. Appl. Phys. — 1977. V.48, № 9. - P. 3843-3849.

94. Иыду K.A., Петрова И.Ю. Физико-статистический метод оценки надежности МДП-структур // Электронная промышленность. 1975. - № 1. -С. 41-45.

95. Исследование начального несобственного пробоя и дефектов в диэлектрике МОП-структур на основе кремния / Г.Н. Демидова, Н.И.Гаврилин, О.П. Глудкин и др.// Микроэлектроника. 1983. - Т. 12, вып. 1. - С. 24-28.

96. Павлов Л.П. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов. — М.: Высшая школа, 1987. 239 с.

97. Михайловский И.П., Эпов А.Е. Зарядовая нестабильность кремниевых МДП-структур в сильных электрических полях // Микроэлектроника. — 1985. Т.14, вып.2. - С.173-176.

98. Chen С., Wu С. 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.

99. 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.

100. Моделирование процессов сильнополевой инжекционной модификации деградации МДП-структур / В.В. Андреев, Г.Г. Бондаренко, В.Т. Дегтярев и др. // Перспективные материалы. 2001. - №1.- С. 66-71.

101. Investigation of temperature dependence of positive charge generation in MOS structures under high-field electron injection / V.V. Andreev, V.E. Drach, S.A. Loskutov, A.A. Stolyarov // FIEM-05: Proc of International conference. -Kaluga, 2005.-P.111.

102. The method of the MIS structure interface analysis / G.G. Bondarenko, V.V. Andreev, S.A. Loskutov, A.A. Stolyarov // Surface and Interface Analysis. — 1999.-V. 28. -P.142-145.

103. Исследование зарядовой деградации МДП-структур в сильных электрических полях методом управляемой токовой нагрузки / В.В. Андреев, В.Г. Барышев, Г.Г. Бондаренко и др. // Микроэлектроника. 2000. - Т.29, №2.-С.105-112.

104. Weinberg Z.A. On tunneling in metal-oxide-silicon structures // J. Appl. Phys. 1982. - V.53, № 7. - P.5052-5056.

105. Lenzlinger M., Snow E.H. Fowler-Nordheim tunneling into thermally grown Si02 // J.Appl. Phys. 1969. - V.40, № 1. - P. 278-286.

106. Hydrogen induced positive charge generation in gate oxides / J.F. Zhang, C.Z. Zhao, G. Groeseneken et al. // J. Appl. Phys. 2001. - V.90, № 4. — P.1911-1919.

107. Метод исследования релаксации зарядового состояния МДП-структур в сильных электрических полях / В.В. Андреев, Г.Г. Бондаренко, А.А. Столяров, С.А. Лоскутов // Физика и химия обработки материалов. — 2001. -№ 2 — С.53-58.

108. Аппаратная реализация метода управляемой токовой нагрузки / В.Г. Барышев, С.А. Лоскутов, И.В. Чухраев и др. // Приборостроение-99: Материалы Международной научно-технической конференции. Ялта, 1999. - С.289-292.

109. Mikhailovskii I.P., Potapov P.V., Epov А.Е. Sign of the charge accumulated in thermal Si02 films of silicon MIS structures under high electric field condition // Phys. Stat. Sol. (A). 1986. - V.94. - P.679-685.

110. Солдатов B.C., Воеводин А.Г., Коляда В.А. Модель генерации поверхностных состояний в МДП-структурах при туннельной инжекции // Поверхность. Физика, химия, механика. 1990. - № 7. - С.92-97.

111. Zhang J.F., Al-kofahi I.S., Groeseneken G. Behavior of hot hole stressed SiCVSi interface at elevated temperature // J. Appl. Phys. 1997. - V.81, № 6. - P.843-850.

112. Зарядовая деградация МДП-систем с термическим оксидом кремния, пассивированным фосфорно-силикатным стеклом, при высокополевой туннельной инжекции / В.В. Андреев, В.Г. Барышев, Г.Г. Бондаренко и др. // Микроэлектроника. 1997. -№ 6. - С.640-646.

113. Лоскутов С.А. Релаксация зарядового состояния структур металл-диэлектрик-полупроводник в сильных электрических полях: Дисс. . канд. техн. наук. М.: МГИЭМ, 2001.-147 с.

114. Пространственное распределение зарядов, прогенерированных туннельной инжекцией электронов из кремния в термический диоксид МДП-структуры / B.C. Солдатов, А.Г. Воеводин, И.Б. Варлашов и др. // ФТП. -1990. Т.24, вып.9. - С.1611-1615.

115. Першенков B.C., Согоян А.В., ЧерепкоС.В. Водородно-электронная модель формирования поверхностных состояний в облученных МОП-приборах // ВАНТ. 1998. - Вып. 1-2. - С.70-73.

116. Tsujikawa S., Yugami J. Positive charge generation due to species of hydrogen during NBTI phenomenon in pMOSFETs with ultra-thin SiOu gate dielectrics // Microelectronics Reliability. 2005. - V. 45. - P. 65-69.

117. Исследование процессов сильнополевой инспекционной модификации и деградации МДП-структур / В.В. Андреев, Г.Г. Бондаренко, В.Т. Дегтярев, и др. // Перспективные материалы. 2004. - № 3. - С. 20-27.

118. Метод двухуровневой токовой нагрузки для контроля параметров положительного заряда МДП-структур в сильных электрических полях / В.В. Андреев, В.Г. Барышев, Г.Г. Бондаренко и др. // Перспективные материалы. 2003. - №5. - С.94-99.

119. Андреев В.В., Драч В.Е., Орехов С.Ю. Контроль качества КМДП-ИС с учетом температурной зависимости генерации положительного заряда методом управляемой токовой нагрузки // Труды МГТУ. — 2005. №5. - С. 1924.

120. Лоскутов С.А. Устройство управления и обмена информацией для автоматизированной установки контроля параметров МДП систем // Создание прогрессивных технологий, конструкций и систем в условиях рынка: Тез. докл. научно-тех. конф. Калуга, 1997. - С.50.

121. Лоскутов С.А., Чухраев И.В., Драч В. Е. Автоматизированная установка для исследования параметров диэлектрических слоев МДП-структур //Приборостроение-2001: Материалы Международной научно-техн. конф. -Симеиз-Винница, 2001. С.20.

122. Plasma and injection modification of gate dielectric in MOS structures / G.G. Bondarenko, V.V. Andreev, V.M. Maslovsky et al. // Abstract E-MRS'2002 spring meeting. Strasbourg (France), 2002. - PII.52.

123. MIS Structures C-V Characteristics Simulation Subject To Surface State Density / V.E. Drach, S.V. Korotygin, A.L. Tkachenko, I.V. Chukhraev // IN-TERNAS-2000: Proc. of Intern, conference. Kaluga, 2000. - P. 155.

124. Андреев В.В., Драч В. Е., Коротыгин C.B. Математическое моделирование зависимостей вольт-фарадных характеристик МДП-структур // Труды 1-ой Российской конференции молодых учёных по математическому моделированию. Калуга, 2000. - С. 139-140.

125. Драч В.Е. Особенности сильнополевой туннельной инжекции в МДП-структурах с жидким электродом // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. Калуга, 2000. - С.34.

126. Драч В.Е. Алгоритм получения данных с цифрового вольтметра и сохранения в формате электронной таблицы // Тридцать четвёртые чтения, посвященные разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского. Калуга, 1999. - С. 19.

127. Барышев В.Г., Драч В.Е., Коротыгин C.B. Цифровой фильтр на основе преобразования Фурье для обработки экспериментальных данных // Труды 1-ой Российской конференции молодых учёных по математическому моделированию. М., 2000. -С.217-219.

128. Метод исследования зарядовой деградации МДП-структур при воздействии радиации / В.Е. Драч, В.Г. Барышев, Г.Г. Бондаренко, М.А. Столяров // Труды 1-ой Российской конференции молодых ученых по физическому материаловедению. Калуга, 2001. - С.87-88.

129. Влияние инжекционной тренировки на зарядовую нестабильность МДП-структур / В.Е. Драч, В.В. Андреев, В.Г. Барышев, С.П. Вихров //Труды 1-ой Российской конференции молодых ученых по физическому материаловедению. Калуга, 2001. - С.89.

130. Метод контроля релаксирующих зарядов в МДП-структурах после воздействия ионизирующих излучений / В.Г. Барышев, В.Е. Драч, Г.Г. Бон-даренко и др. // Радиационная физика твердого тела: Труды XI Межнационального совещания. — М., 2001. С.428-432.

131. Влияние плазмоструйной обработки на электрофизические характеристики МДП-структур / В.В. Андреев, A.A. Столяров, В.М. Масловский, В.Е. Драч // Труды 1-ой Российской конференция молодых ученых по физическому материаловедению. Калуга, 2001. - С. 109.

132. Драч В.Е., Коротыгин C.B. Исследование зарядовой дефектности МДП-структур // Микроэлектроника и информатика — 2001: Материалы восьмой всероссийской межвузовской науч.-тех. конференции студентов и аспирантов. М., 2001. - С.7.

133. Plasma and injection modification of gate dielectric in MOS structures / G.G. Bondarenko, V.V. Andreev, V.M. Maslovsky et al. // Thin solid films. -2003. V.427. - P.377-380.

134. VLADIMIR EVGENYEVICH DRACH

135. Bauman Moscow State Technical University (Kaluga Branch), Moscow1.ternship at Electrical & Computer Engineering Department Faculty of Engineering, National University of Singapore

136. Professor (& Vice-Dean of Engineering) MOS Device Laboratory Email: eleling@nus.edu.sg Date: 9 April 2003

137. Office of External Relations Faculty of Engineering National Unveisity of Singapore

138. Block EA, #07-26, 9 Engineering Drive 1, Singapore 117576 Tel: (65) 6874 2101 Fax: (65) 6777 38471. Date:1.boratory: Scientific work: Facilities:1. October 2002 April 20031. MOS Device Laboratory

139. Research in MOS Device Physics

140. Hewlett Packard HP4156A, HP42481. MMR Probe Station

141. MMR K-20 Temperature Controller1. Website: www.nus.edu.sg