Исследования зарядовых процессов в инжекционно модифицированных структурах и разработка приборов на их основе тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

Ткаченко Алексей Леонидович

ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАРЯДОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ИНЖЕКЦИОННО МОДИФИЦИРОВАННЫХ СТРУКТУРАХ И РАЗРАБОТКА ПРИБОРОВ

НА ИХ ОСНОВЕ

Специальность 01 04 07 - Физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2007

003065465

Диссертация выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный технический университет им Н Э Баумана» (Калужский филиал)

Научный руководитель -

Официальные оппоненты -

доктор технических наук, профессор Столяров Александр Алексеевич

доктор технических наук Прасицкий Василий Витальевич

кандидат физико-математических наук Никифоров Дмитрий Константинович

Ведущая организация •

ОАО «Протон» г Орел

Защита состоится «10» октября 2007г 30 мин

на заседании диссертационного совета Д212141 17 при Московском государственном техническом университете им Н Э Баумана по адресу 248600, Калуга, ул Баженова, 2, МГТУ им Н Э Баумана, Калужский филиал

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им Н Э Баумана, Калужский филиал (г Калуга, ул Баженова, 2)

Автореферат разослан «¿¿^ » ¿29 2007г

Ученый секретарь диссертационного Совета кандидат технических наук, доцент

Лоскутов С А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время структуры металл-диэлектрик-полупроводиик (МДП), на основе термической пленки двуокиси кремния БЮг в качестве подзатворного диэлектрика, лежат в основе конструкции большого числа современных устройств микроэлектроники и в то же время сами являются объектами физических исследований при изучении механизмов электронных процессов, протекающих в приповерхностных слоях и границах раздела Одной из задач современной микро- и наноэлектроники является создание полупроводниковых приборов, параметрами которых можно управлять после их изготовления, что может быть достигнуто с использованием диэлектрических пленок, реализующих новые способы модификации их характеристик В качестве таких диэлектрических пленок можно использовать многослойный диэлектрик на основе аермической двуокиси кремния, пассивированной слоем фосфорно-силикатного стекла (ФСС) Применение данного диэлектрика, с одной стороны, позволит использовать на начальном этапе стандартный технологический процесс, а с другой стороны, уже имеющиеся данные о зарядовых процессах, происходящих в данных слоях в сильных электрических полях

Проведенные исследования показали, что наличие инжекционно стимулированной термостабильной компоненты заряда, полученной в МДП-струкгурах на основе двухслойного диэлектрика 8102-ФСС при помощи сильнополевой туннельной инжекции электронов, позволяет изменять в широком диапазоне зарядовое состояние МДП-структур и сохранять его длительное время Поэтому, большое как научное, так и практическое значение имеют исследования процессов в сильных электрических полях в условиях инжекции носителей, и разработка новых способов изготовления и методов инжекционной модификации характеристик МДП-структур Как показали исследования инжекционных процессов в МДП-структурах с многослойными диэлектрическими слоями, на зарядовое состояние МДП-структур после проведения инжекции существенное влияние оказывают режимы инжекции электронов в диэлектрические слои В частности важными вопросами при практическом применении инжекционной модификации являются выбор диапазонов плотностей токов, напряженностей электрических полей, плотностей инжектированных зарядов и режимов термических отжигов

В связи с этим актуальной является разработка метода инжекционной модификации на базе исследований процессов накопления и стекания зарядов в инжекционно модифицированных МДП-структурах, ориентированного на использование в массовом производстве полевых приборов и интегральных схем

Цель работы: установление закономерностей процессов накопления и сте-кания отрицательного заряда в МДП-структурах БьЗЮг-ФСС-А! в условиях сильнополевых воздействий, разработка приборов на их основе и метода ин-жекционной модификации

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи

- исследовать процессы инжекционной модификации и механизмы отекания заряда в инжекционно модифицированных МДП-структурах,

- изучить возможность модификации МДП-структур электронным облучением и влияние этого облучения на инжекционно стимулированный заряд МДП-структур,

- разработать конструкцию и способ изготовления МДП-транзистора на основе инжекционно модифицированных МДП-структур с параметрами, изменяемыми сильнополевой туннельной инжекцией

Научная новизна.

1 Впервые установлены зависимости отекания инжекционно стимулированного отрицательного заряда в диапазоне температур от 20 до 250 °С, накапливающегося в МДП-структурах 8)-8102-ФСС-Л1 в результате сильнополевой инжекции электронов из кремния в диэлектрик

2 Разработан метод получения термостабильной компоненты инжекционно стимулированного отрицательного заряда в МДП-структурах Бг-БгОг-ФСС-А! при туннельной по Фаулеру-Нордгейму инжекции электронов в диэлектрик в сильных электрических полях и их последующем отжиге

3 Определены особенности влияния электронного облучения на термостабильную компоненту заряда инжекционно модифицированных МДП-структур

4 На основе моделирования проведена оценка влияния локальных неод-нородностей МДП-структур на процессы, протекающие при инжекционной модификации Установлены допустимые границы параметров локальных неоднородностей МДП-структур

Практическая ценность работы.

1 Предложен производственный метод модификации электрофизических характеристик МДП-структур 81-8Ю2-ФСС-А1, основанный на туннельной по Фаулеру-Нордгейму инжекции электронов в диэлектрик в сильных электрических полях

2 Разработан способ изготовления МДП-приборов с параметрами управляемыми сильнополевой туннельной инжекцией Применение разработанного способа позволяет проводить индивидуальную подгонку порогового напряжения каждого конкретного прибора

3 Разработана конструкция МДП-транзистора на основе инжекционно модифицированных слоев 81-8102-ФСС-А1 с параметрами, управляемыми сильнополевой туннельной инжекцией

4 Разработана конструкция низковольтного слаботочного стабилитрона на основе инжекционно модифицированного МДП-транзистора, с изменяемым напряжением стабилизации в диапазоне 1-3,5 В, соответствующего требованиям ТВО 205 002-15ТУ

5 Предложен метод имитационных испытаний радиационной стойкости МДП-структур на основе сильнополевой инжекции электронов в диэлектрик, позволяющий исключить использование электронного облучения

Основные положения и результаты, выносимые на защиту.

1 Результаты исследований зависимостей стекания отрицательного заряда в диапазоне температур от 20 до 250 °С, накапливающегося в МДП-структурах 81-8102-ФСС-А1 при инжекционной модификации, и влияния электронного облучения на термостабильную компоненту инжекционно стимулированного заряда

2 Метод инжекционной модификации МДП-структур З^Юг-ФСС-А!, основанный на выборе полевых и токовых режимов сильнополевой инжекции и плотности инжектированного заряда электронов из кремния, существенно снижающий влияние деградационных процессов, и позволяющий получать термостабильную компоненту инжекционно стимулированного заряда

3 Конструкция и способ изготовления МДП-транзистора со структурой 81-8102-ФСС-А1, позволяющего изменять пороговое напряжение сильнополевой туннельной инжекцией с использованием разработанного метода инжекционной модификации

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях I, III Межвузовской научной школы молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине" (Москва, 2001, 2002г), 8-ой, 10-ой Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика" (Зеленоград, 2001, 2003г), 2-ой Международной конференции "Актуальные проблемы современного естествознания" (Калуга, 2000г), 1-ой Российской конференции молодых ученых по математическому моделированию (Калуга, 2000г), 1-ой Российской конференции молодых ученых по физическому материаловедению (Калуга, 2001 г), Всероссийской научно-технической конференции "Прогрессивные технологии и конструкции, механизация и автоматизация производственных процессов" (Калуга, 2000, 2002, 2003, 2005г), Региональной научно-технической конференции "Прогрессив-

ные технологии и конструкции, механизация и автоматизация производственных процессов" (Калуга, 1996-1998, 2000, 2001, 2003г), Тридцать четвертых чтениях посвященных разработке научного наследия и развитию идей К Э Циолковского (Калуга, 1999г), XIV, XVII Международных совещаниях «Радиационная физика твердого тела» (Севастополь, 2004, 2007г)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 2 патента РФ на изобретения

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения Общий объем работы 145 страниц, включая 26 рисунков и 5 таблиц Список литературы содержит 152 наименования

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и сформулированы цели и задачи работы, а также основные положения, выносимые на защиту

В первой главе рассмотрены методы инжекции заряда в диэлектрик МДП-структур, применяемые в исследованиях зарядовых явлений Показано, что наиболее информативным, и в тоже время отличающимся простотой реализации, является метод сильнополевой туннельной инжекции по Фаулеру-Нордгейму

Проведен анализ современного состояния изучения зарядовых явлений в диэлектрических слоях МДП-структур Несмотря на то, что в настоящее время доминирующее положение в современной электронной промышленности занимают МДП-приборы на основе структур Бг-БЮг-металл, природа зарядовой нестабильности и электронных процессов, происходящих в МДП-структурах, в сильных электрических полях в условиях инжекции носителей, не получила своего полнот о объяснения, и ее изучение находится в постоянном развитии

В настоящее время интенсивно развиваются методы модификации МДП-структур, использующие радиационные, ионно-плазменные и сильнополевые воздействия Перспективным, прежде всего с точки зрения возможности применения в современном технологическом процессе, представляется метод инжекционной модификации МДП-структур, основанный на изменении зарядового состояния многослойного диэлектрика на основе 8Ю2-ФСС, содержащего электронные ловушки, сильнополевой туннельной инжекцией электронов

Имеющиеся экспериментальные и теоретические данные по изменению зарядового состояния МДП-структур на основе слоев БЮг-ФСС относятся к структурам, имеющим различные параметры и полученным в разных технологических процессах, что не позволяет использовать в полной мере имеющиеся результаты для проведения инжекционной модификации в условиях

конкретного производства Поэтому возникает необходимость разработки метода инжекционной модификации, ориентированного на определенный технологический процесс и конкретные параметры многослойных диэлектрических слоев и полевых приборов на их основе

Результаты проведенных исследований влияния радиационных и термополевых воздействий на характеристики МДП-структур указывают на перспективность применения термического отжига инжекционно модифицированных МДП-структур и приборов на их основе для увеличения их термополевой стабильности и ставит задачу определения возможности применения электронного облучения для заполнения электронных ловушек в многослойных диэлектрических слоях йЮг-ФСС

На основе проведенного анализа были определены основные цели и задачи работы

Во второй главе описаны применяемые в диссертационной работе методы исследования и модификации МДП-структур Одним из эффективных методов исследования зарядовых процессов в МДП-структурах является метод сильнополевой инжекции заряда в диэлектрик постоянным током Для определения параметров МДП-структур часто используется метод постоянного тока, основанный на измерении характеристик в процессе инжекции Применение для инжекционной модификации МДП-структур, данного метода представляется наиболее перспективным, так как позволяет проводить измерение зарядовых параметров МДП-структур и инжекцию заряда в диэлектрик в рамках одного метода

Показано, что для проведения инжекционной модификации МДП-структур при отработке технологии инжекционной модификации предпочтительно использовать классический метод постоянного тока, отличающийся простотой реализации и позволяющий контролировать в процессе инжекции заряда в диэлектрик как плотность инжектированного заряда, так и величину заряда накапливаемого в подзатворном диэлектрике

Предложено использовать метод управляемой токовой нагрузки для исследования параметров инжекционно модифицированных МДП-структур, основанный на приложении к МДП-структуре многоуровневого токового воздействия и измерении временной зависимости падающего на ней напряжения, позволяющий в рамках одного метода без перекоммутации образца контролировать изменение зарядового состояния структуры в режиме заряда емкости и сильнополевой инжекции заряда в диэлектрик Таким образом, учет процесса заряда емкости МДП-структуры, помимо повышения точности измерения параметров, определяемых в рамках данного метода, позволяет контролировать ряд новых параметров, значительно расширяя возможности и информативность метода

Показано, что при исследовании МДП-структур в сильных электрических полях после воздействия радиационных излучений использование мето-

да управляемой токовой нагрузки позволяет получить более полную информацию об изменении зарядового состояния инжекпионно модифицированных многослойных диэлектрических слоев МДП-структур Совместное применение инжекцданных методов исследования МДП-структур и метода вольт-фарадных характеристик позволяет разделять и исследовать процессы изменения зарядового состояния инжеционно модифицированных МДП-структур на границе полупроводник диэлектрик и в объеме диэлектрической пленки

Описаны экспериментальные установки, применяемые для инжекцион-ной модификации и исследования инжекционно модифицированных диэлектрических слоев МДП-структур

В третьей главе приведены результаты исследования процессов ин-жекционной модификации многослойных диэлектрических слоев МДП-структур Были проведены исследования влияния режимов сильнополевой туннельной инжекции на зарядовое состояние МДП-структур при инжекци-онной модификации Получены результаты экспериментальных исследований, направленные на обоснование выбора режимов сильнополевой туннельной инжекции при инжекционной модификации МДП-структур S1-S1O2-ФСС-А1, определен диапазон токовых воздействий и плотностей инжектированного в диэлектрик заряда Показано, что плотность тока при инжекционной модификации должна находиться в пределах 10"7-10"5 А/см2, а плотность инжектированного в многослойный диэлектрик заряда целесообразно ограничить величиною 0,5 мКл/см2 Инжекция заряда большей плотности приводит к незначительному увеличению термостабильной компоненты инжекционно стимулированого заряда, при существенном возрастании деградацион-ных процессов в окисле

В двухслойном диэлектрике БЮг-ФСС в диапазоне плотностей токов j=10"7-10"5 А/см2 наблюдается накопление отрицательного заряда Кинетика изменения зарядового состояния МДП-структуры в этом случае определяется в основном величиной заряда, инжектированного в диэлектрик

Было проведено исследование процессов стекания инжекционно стимулированного заряда в инжекционно модифицированных МДП-структурах при термических воздействиях Установлено, что при туннельной инжекции электронов в сильных электрических полях отрицательный заряд, захватывающийся в пленке ФСС, содержит две компоненты Первая стекает при температурах отжига до 200 °С, а вторая - термостабильная часть заряда Показано, что улучшение температурной стабильности инжекционно модифицированных МДП-структур может быть получено за счет проведения их отжига при температуре 200 °С в течение 1 часа, в результате происходит отекание температурно нестабильной компоненты инжекционно стимулированного заряда (рис 1)

В л

1 5

Т=200 Ь

0 5

1

0

с

10

>

,5

Рис 1 Изменение напряжения плоских зон от времени, при температурах Т=100 °С и Т=200 °С на инжекционно модифицированных МДП-струкутрах ЗьЗЮг-ФСС-А! при плотности инжектированного заряда 4,1 10"4 Кл/см2

Установлено, что доля термостабильной компоненты составляет от 20 до 50 % инжекционно стимулированного заряда

С использованием моделей зарядовой нестабильности МДП-систем Бь вЮг-А! и ЗьвЮг-ФСС-А! исследовались процессы переноса заряда и зарядовой нестабильности на начальном этапе сильнополевой туннельной инжек-ции в условиях неравномерного протекания туннельного тока при инжекци-онной модификации Определены допустимые значения параметров МДП-структур в дефектных областях при инжекционной модификации

На рис 2 (а) и (б) показаны зависимости степени увеличения плотности тока в области дефекта jDм в зависимости от плотноеги тока^ и толщины диэлектрика при высоте потенциального барьера Фв=2 8 эВ, для МДП-структур вьЯЮг-ФСС-А! (а) и 81-8102-А1 (б) соответственно Данные зависимости указывают на то, что в МДП-структурах 81-8102-А1 наблюдаются большие степени увеличения плотности тока в области дефекта по сравнению с 81-8102-ФСС-А1 На основе анализа полученных в результате моделирования зависимостей токовых нагрузок в областях дефектов показано, что для толщин подзатворного диэлектрика 100 нм отклонения в областях дефектов таких параметров, как толщина диэлектрика и высота потенциального барьера не должны превышать ~10 % от номинальных

Проведенный анализ результатов исследований процессов инжекционной модификации МДП-структур позволил предложить метод инжекционной модификации МДП-приборов и интегральных схем, применимый в условиях массового производства

Предложенный метод инжекционной модификации зарядового состояния МДП-приборов и итегральных схем характеризуется следующими основными положениями

Тохр г А

5-10

5-10

5-10

1 А/с т

б)

Рис. 2 Завис и мости степени увеличения плотности тока в области дефекта Лпм^о от плотности тока ¡о и толщины диэлектрика Тохв, при высоте потенциального барьера <Г>П=2.8 эВ: (а) - ЗьЗЮг-ФСС-А!; (б) - ^-ЯЮз-А!

- определены режимы токовых нагрузок (1=10 -КО* Л/см*), воздействие которых даёт возможность изменять зарядовое состояние диэлектрических пленок, не приводя к необратимой деградации их электрофизических характеристик;

- по результатам экспериментальных исследований и моделирования выбран диапазон инжектированною заряда необходимою для модификации МДП-структур (СИЛ05-0.5 мКл/см2),

- на основе исследования стекания инжекционно стимулированного заряда в зависимости от температуры выбраны температурные и временные режимы отжига, с целью получения термостабильной компоненты отрицательного заряда,

- определены допустимые значения параметров диэлектрических слоев в дефектных областях при инжекционной модификации

Разработанные в работе подходы для определения режимов и параметров инжекционной модификации могут быть применимы и для МДП-структур с другими толщинами двуокиси кремния и ФСС

В четвертой главе с целью выяснения возможностей использования электронного облучения для модификации зарядовых характеристик МДП-струкгур ЗьЗЮг-ФСС-А! и определения радиационной стойкости термостабильной компоненты инжекционно стимулированного заряда, были проведены исследования влияния электронного облучения на МДП-структуры 81-8Ю2-А1, 81-8Ю2-ФСС-А1 и инжекционно модифицированные структуры 8ь 8Ю2-ФСС-А1

Для изучения влияния воздействия электронного облучения на характеристики полупроводниковых приборов, было проведено облучение МДП-структур электронами с энергией 2 МэВ, и током пучка 1=50 мкА с флюен-сом в диапазоне Ф=1012-1014 см-2 Оценка зарядового состояния МДП-структур проводилась с использованием С-У метода и метода управляемой токовой нагрузки, заключающегося в изменении амплитуды токового воздействия, прикладываемого к МДП-структуре по специальному алгоритму, и измерении временной зависимости напряжения на образце У^)

В МДП-структурах с термическими пленками 8Ю2 и 8Ю2-ФСС наблюдаются существенные различия в процессах изменения зарядового состояния при электронном облучении В структурах с термической пленкой 8Ю2 происходит увеличение плотности поверхностных состояний с ростом флюенса облучения Данный процесс характерен и для структур 81-8102-ФСС-А1, однако, величина плотности поверхностных состояний для данных структур при том же флюенсе существенно ниже, чем для структур 81-8Ю2-А1 Одновременно с увеличением плотности поверхностных состояний в МДП-структурах 81-8Ю2-ФСС-А1 наблюдается накопление отрицательного заряда в объеме диэлектрической пленки, а его величина пропорциональна флюенсу облучения Сравнительный анализ МДП-структур 8ь8Ю2-А1 и 81-8Ю2-ФСС-А1 показал, что последние имеют более высокую радиационную стойкость и характеризуются меньшей степенью деградации границы раздела 81-8Ю2

Величина отрицательного заряда, накапливающегося в МДП-структурах БьЗЮг-ФСС-А! под действием электронного облучения, существенно ниже, чем при сильнополевой инжекции электронов в диэлектрик, и данный заряд затруднительно использовать для модификации электрофизических характеристик данных структур (рис 3)

Рис 3 Высокочастотные С-У-характерис гаки (а) и временная зависимость изменения напряжения на МДП - структуре 8;-8102-ФСС-А1 при токовой нагрузке 1=10"6 А/см2 (б), после различных видов воздействий

о --о

"О-

исходная, после инжекции, 1=

10"6 А/см2в течение 1=100 с,

после отжигав течение 1=60 мин при температуре Т=-200 С, после облучения инжектированных структур Ф=1012 см"2, после облучения инжектированных структур Ф=1013 см"2, после облучения инжектированных структур Ф=1014 см"2, после облучения не инжектированных структур Ф=1012 см"2, после облучения не инжектированных структур Ф=1013 см"2, после облучения не инжектированных структур Ф=1014 см"2

По-видимому, при электронном облучении с энергией электронов 2 МэВ в МДП-структурах наряду с процессами захвата электронов на электронные ловушки в ФСС существенную роль играют ионизационные процессы, приводящие к уменьшению плотности отрицательного заряда на ловушках

Было проведено исследование влияния электронного облучения на термостабильную компоненту инжекционно модифицированных МДП-структур 81-8102-ФСС-А1 Электронное облучение, как исходных МДП-структур, так и структур с инжекционно стимулированным зарядом приводит к увеличению плотности поверхностных состояний рис 3 (а), которая возрастает с увеличением флюенса облучения Установлено, чго термостабильная компонента отрицательного инжекционно стимулированного заряда начинает интенсивно стекать под действием электронного облучения при флю-енсах облучения более 1012 см"2, при которых начинается быстрый рост плотности поверхностных состояний на границе раздела диэлектрик-полупроводник и накопление положительного заряда в двуокиси кремния рис 3 (б)

Таким образом, проведенные исследования позволили определить отличительные особенности процессов изменения зарядового состояния МДП-структур Б^Юг-А! и инжекционно модифицированных структур 81-8102-ФСС-А1, изготовленных в одном технологическом процессе, при воздействии электронного облучения, сильнополевой туннельной инжекции, и оценить влияние электронного облучения на гермостабильную компоненту инжекционно модифицированного заряда

Проведен сравнительный анализ процессов зарядовых изменений МДП-структур при туннельной инжекции электронов в сильных электрических полях и электронном облучении В результате проведенных исследований предложен метод имитационных испытаний радиационной стойкости МДП-структур, основанных на сильнополевой инжекции электронов в диэлектрик

Пятая глава посвящена разработке полевых приборов на основе инжекционно модифицированных слоев МДП-структур Предложен способ изготовления МДП- транзистора с параметрами, изменяемыми сильнополевой туннельной инжекцией В предложенном способе в качестве внешнего воздействия используют сильнополевую туннельную инжекцшо Применение сильнополевой инжекции заряда в подзатворный диэлектрик МДП-транзисторов, для коррекции их порогового напряжения, позволяет проводить индивидуальную подгонку порогового напряжения каждого МДП -транзистора

После процесса металлизации у изготовленных МДП-транзисторов определяется величина подгонки порогового напряжения ДУ0 и затем выполняется подгонка порогового напряжения путем сильнополевой туннельной инжекции на величину ДУ0 ± ДУ с последующим термическим отжигом, где

знаки "+" и "-" - соответственно для п- и р- канальных МДП - транзисторов, ДУ - величина изменения порогового напряжения при термическом отжиге

В качестве подзатворного диэлектрика в разработанных МДП-транзисторах используют термическую пленку двуокиси кремния, пассивированную слоем ФСС Термический отжиг пластин после сильнополевой инжекции проводят при 200-250 °С в течение 0,5-1 часа В результате удается создать в подзатворном диэлектрике требуемую плотность термостабильного отрицательного заряда, практически без изменения плотности поверхностных состояний на границе раздела полупроводник - диэлектрик Способ изготовления инжекционно модифицированных МДП-транзисторов защищен патентом РФ на изобретение № 2206141 от 10 06 2003

Разработана конструкция и технология изготовления МДП-транзистора на основе инжекционно модифицированных слоев, реализующие указанный способ В третьей главе были проведены исследования инжекционно модифицированных МДП-структур на основе подзатворного диэлектрика 8Ю2 и БЮг-ФСС и предложен метод инжекционной модификации МДП-структур БьБЮг-ФСС-А! в сильных электрических полях Используя эти данные и способ изготовления МДП-транзистора с параметрами, изменяемыми сильнополевой туннельной инжекцией, описанный выше, был разработан МДП-транзистор с параметрами, изменяемыми сильнополевой туннельной инжекцией Структура транзистора показана на рис 4

Рис 4 Конструкция МДП-транзистора с индуцированным каналом р-типа с инжекционным управлением пороговым напряжением

Для отработки конструкции, технологии и способа, была изготовлена опытная партия МДП-транзисторов с индуцированным каналом р-гипа Технология изготовления для МДП-транзистора с инжекционным управлением пороговым напряжением была разработана с использованием режимов изготовления интегральных микросхем 564 серии

И

3

с

Разработанный метол модификации позволяет корректировать пороговое напряжение ЧДП-транзистор а со структурой $1-8Юг-ФСС-ЛЗ и после установки кристалла в корпус интегральной микросхемы

На основе проведенных экспериментальных исследований электрофизических параметров полученных \1Д11-транзисторов, была проведена разработка конструкции и юполоши низковольтного слаботочною стабилизатора напряжения с параметрами, изменяемыми Сильнополевой туннельной ин-жекцией. представленная па рис. 5, и изготовлена опытная партия приборов.

ИЖЕКТИРУЮЩИЙ ЭЛЕКТРОД

~Т |д|иИп|г'а| "_е

Рис. 5 Топология низковольтного слаботочного стабилитрона с инжекционным управлением напряжением стабилизации со структурой Я]-К|0:-ФСС-А1

Данная конструкция стабилитрона позволила получить следующие основные характеристики, рабочий диапазон тока стабилизации 5 -500 мкЛ, дифференциальное сопротивление не более 500 Ом, изменения напряжения стабилизации Шжвкционной модификацией КЗ,5 В. Па 'ЗАО «ОКБ МЭЛ» [ Калуга изготовлена опытная партия приборов.

В заключении обобщены результаты проделанной работы. В приложении приведены акты об использовании результатов диссертационной работы на следующих предприятиях ЗАО "ОКЬ МЭЛ" (г, Калуга); ОАО «Протон» г. Орел.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Впервые установлены зависимости стекания инжекционно стимулированного отрицательного заряда в диапазоне температур от 20 до 250 °С, накапливающегося в МДП-структурах 81-5102-ФСС-А1 в результате сильнополевой инжекции электронов из кремния в диэлектрик

2 Разработан метод получения термостабильной компоненты инжекционно стимулированного отрицательного заряда в МДП-структурах Бг-БЮг-ФСС-А1 при туннельной по Фаулеру-Нордгейму инжекции электронов в диэлектрик в сильных электрических полях и их последующем отжиге

3 Определены особенности влияния электронного облучения на термостабильную компоненту заряда инжекционно модифицированных МДП-структур

4 На основе моделирования проведена оценка влияния локальных не-однородностей МДП-структур на процессы, протекающие при инжекцион-ной модификации Установлены допустимые границы параметров локальных неоднородностей МДП-структур

5 Разработан метод инжекционной модификации МДП-структур 81-8х02-ФСС-А1, основанный на выборе полевых и токовых режимов сильнополевой инжекции и плотности инжектированного заряда электронов из кремния, существенно снижающий влияние деградационных процессов, и позволяющий получать термостабильную компоненту инжекционно стимулированного заряда

6 Разработан способ изготовления МДП-приборов с параметрами, управляемыми сильнополевой туннельной инжекцией Применение разработанного способа позволяет проводить индивидуальную подгонку порогового напряжения каждого конкретного прибора

7 Разработана конструкция МДП-транзистора на основе инжекционно модифицированных слоев 81-8Ю2-ФСС-А1 с параметрами, управляемыми сильнополевой туннельной инжекцией

8 Разработана конструкция низковольтного слаботочного стабилитрона на основе инжекционно модифицированного МДП-транзистора, с изменяемым напряжением стабилизации в диапазоне 1—3,5 В, соответствующего требованиям ТВО 205 002-15ТУ

9 Предложен метод имитационных испытаний радиационной стойкости МДП-структур на основе сильнополевой инжекции электронов в диэлектрик, позволяющий исключить использование электронного облучения

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1 Патент РФ №2206141 Способ изготовления МДП-транзисторов / В В Андреев, В Г Барышев, АЛ Ткаченкоидр //Б И -2003 -№16

2 Зарядовая дефектность диэлектрических слоев МДП-структур / В В Андреев, Г Г Бондаренко, А Л Ткаченко и др // Физика и химия обработки материалов -2001 -№4 - С 94-99

3 Патент РФ №2206142 Способ изготовления МДП-транзисторов / В В Андреев, В Г Барышев, АЛ Ткаченкоидр //Б И - 2003 -№16

4 Исследование влияния характеристик локальных неоднородностей МДП-систем на максимальную токовую нагрузку при туннельной ин-жекции / В В Андреев , В Г Барышев, А А Столяров, А Л Ткаченко //Труды МГТУ -1999 -№ 573 - С 59-65

5 Modification of metal-oxide-semiconductor devices by electron injection in high-fields / V V Andreev, G G Bondarenko, A A Stolyarov, A L Tka-chenko//Vacuum -2002 - Vol 67 -P 617-621

6 Влияние электронного облучения на инжекционно-индуцированный заряд МДП-структур / В В Андреев, Г Г Бондаренко, А Л Ткаченко и др // Радиационная физика твердого тела Труды XIV Международного совещания -М, 2004 -С 226-230

7 Ткаченко А Л, Чухраев И В Особенности инжекционных исследований МДП-структур с жидкометаллическим электродом // Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине Труды межвузовской научной школы молодых специалистов -М, 2001 -С 177-181

8 Ткаченко А Л Исследование влияния электронного облучения на характеристики МДП-структур // Микроэлектроника и информатика-2003 Тезисы докладов 10-й всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов - М, 2003 - С 39

9 Столяров А А, Ткаченко А Л Имитационные инжекционные испытания радиационной стойкости МДП-структур // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении Материалы Всероссийской научно-технической конференции - Калуга, 2005 - С 292

10 Драч BE, Столяров МА, Ткаченко АЛ Исследование статистического распределения параметров МДП-структур, подвергшихся инжек-ционной модификации // Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине Труды III межвузовской научной школы молодых специалистов - М, 2002 - С 111117

11 Ткаченко АЛ Влияние электронною облучения на характеристики МДП-структур // Прогрессивные технологии и конструкции, механизация и автоматизация производственных процессов Материалы регио-

нальной студенческой научно-технической конференции — Калуга, 2003 - С 48

12 Ткаченко АЛ Исследование заряда МДП-структур генерируемого сильнополевой туннельной инжекцией // Микроэлектроника и инфора-матика-2001 Тез докладов 8-й Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов - М, 2001, - С 30

Ткаченко Алексей Леонидович Исследования зарядовых процессов в инжекционно модифицированных структурах и разработка приборов на их основе Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Подписано к печати 01 08 07 Формат бумаги 60x84 1/16 Печ л 1 Тираж 100 экз Заказ № Бесплатно

Калужский филиал МГТУ им Н Э Баумана 248600, Калуга, ул Баженова, 2

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ИЗУЧЕНИЕ ЗАРЯДОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ДИЭЛЕКТРИКЕ ИНЖЕКЦИОННО МОДИФИЦИРОВАННЫХ СТРУКТУР МЕТАЛЛ-ДИЭЛЕКТРИК-ПОЛУПРОВОДНИК.

1.1. Методы модификации зарядов в диэлектрике МДП-структур.

1.2. Процессы модификации зарядового состояния подзатворного диэлектрика МДП-структур.

1.3. Влияние радиационных и термополевых воздействий на характеристики МДП-структур.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И МОДИФИКАЦИИ МДП-СТРУКТУР.

2.1. Инжекционный метод постоянного тока для исследования МДП-структур в сильных электрических полях.

2.2. Метод управляемой токовой нагрузки для исследования параметров инжекционно модифицированных МДП-структур.

2.3. Экспериментальные установки, применяемые для инжекционной модификации и исследования инжекционно модифицированных диэлектрических слоев МДП-структур.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ИНЖЕКЦИОННОЙ МОДИФИКАЦИИ МНОГОСЛОЙНЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СЛОЕВ МДП-СТРУКТУР.

3.1. Исследование влияния режимов сильнополевой туннельной инжекции на зарядовое состояние МДП-структур при инжекционной модификации.

3.2. Исследования процессов стенания инжекционно стимулированного заряда в инжекционно модифицированных МДП-структурах при термических воздействиях.

3.3. Моделирование переноса заряда и процессов зарядовой нестабильности в областях дефектов МДП-структур при протекании инжекционного тока.

3.4. Определение допустимых отклонений параметров МДП-структур в областях дефектов при инжекционной модификации.

3.5. Метод инжекционной модификации МДП-структур

Si-SiCb-OCC-Al в сильных электрических полях.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА ТЕРМОСТАБИЛЬНУЮ КОМПОНЕНТУ ИНЖЕКЦИОННО СТИМУЛИРОВАННОГО ЗАРЯДА.

4.1. Исследование влияния электронного облучения на МДП-структуры Si-Si02-Al и Si-Si02-<DCC-Al.

4.2. Исследование влияния электронного облучения на термостабильную компоненту инжекционно модифицированных МДП-структур Si-Si02-<DCC-Al.

4.3. Возможности имитационных инжекционных испытаний радиационной стойкости МДП-структур Si-Si02-Al.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4.

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ПОЛЕВЫХ ПРИБОРОВ НА ОСНОВЕ

ИНЖЕКЦИОННО-МОДИФИЦИРОВАННЫХ СЛОЕВ.

5.1. Способ изготовления МДП-транзистора с параметрами, изменяемыми сильнополевой туннельной инжекцией.

5.2. Разработка конструкции и технологии изготовления МДП-транзистора на основе инжекционно модифицированных слоев.

5.3. Стабилизатор напряжения на основе МДП-транзистора с параметрами, изменяемыми сильнополевой туннельной инжекцией.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5.

В настоящее время структуры металл-диэлектрик-полупроводник (МДП), на основе термической пленки Si02 в качестве подзатворного диэлектрика, лежат в основе конструкции большого числа современных устройств микроэлектроники и в то же время сами являются объектами физических исследований при изучении механизмов электронных процессов, протекающих в приповерхностных слоях и границах раздела.

Одной из основных задач современной микро- и наноэлектроники является создание полупроводниковых приборов, параметрами которых можно управлять после их изготовления. В связи с этим актуальной становится задача использования диэлектрических пленок, реализующих новые способы модификации их характеристик. Перспективным направлением решения данной задачи является использование диэлектрических пленок, способных изменять свое зарядовое состояние в широком диапазоне и сохранять его длительное время в процессе эксплуатации. В качестве таких диэлектрических пленок можно использовать многослойный диэлектрик на основе термической двуокиси кремния, пассивированной слоем фосфорно-силикатного стекла. Применение данного диэлектрика, с одной стороны, позволит использовать на начальном этапе стандартный технологический процесс, а с другой стороны, использовать уже имеющиеся данные о процессах зарядовой деградации данных слоев в сильных электрических полях.

Особый интерес с точки зрения приборных характеристик МДП-структур представляет возможность изменения их параметров при помощи методов модификации характеристик МДП-структур. Одним из методов модификации электрофизических характеристик полупроводниковых приборов на основе МДП-систем является инжекция заряда в диэлектрик, позволяющая проводить индивидуальную коррекцию параметров каждого прибора.

Проведенные исследования показали, что наличие инжекционно модифицированной термостабильной компоненты заряда, полученной в МДП-струкутрах на основе двухслойного диэлектрика SiCb-OCC (ФСС - фосфор-но-силикатное стекло) при помощи сильнополевой туннельной инжекции электронов, позволяет изменять в широком диапазоне зарядовое состояние МДП-структур и сохранять его длительное время в процессе эксплуатации. В связи с этим большое научное значение имеет разработка новых способов изготовления и методов модификации характеристик МДП-структур.

Важным фактором, определяющим надежность полупроводниковых приборов и интегральных схем, является радиационная стойкость МДП-структур, которая тесно взаимосвязана с инжекционной стойкостью. Большое научное значение имеет изучение воздействия электронного облучения на инжекционно стимулированный заряд МДП-структур. Также важно проведение сравнительного анализа процессов зарядовой деградации МДП-структур при туннельной инжекции электронов в сильных электрических полях и электронном облучении с целью оценки радиационной стойкости МДП-приборов. Перспективной является возможность применения инжек-ционных методик для имитационных испытаний радиационного воздействия на МДП-структуры, направленная на изучение и повышение стойкости приборов к стрессовым воздействиям. В работе показано, что изменение зарядового состояния МДП-структур в условиях сильнополевой туннельной инжекции коррелирует с зарядовой нестабильностью структур под действием радиации.

Для получения более полной информации о процессах, происходящих в МДП-системах, очень важны как экспериментальные данные, так и моделирование процессов зарядовой деградации. Поскольку в настоящее время отсутствуют возможности получения прямых экспериментальных данных о ходе деградационных процессов в локальных неоднородностях вследствие их малых размеров, использование модели зарядового состояния МДП-систем в условиях неравномерного протекания тока туннельной инжекции позволило впервые исследовать закономерности влияния параметров локальных неод-нородностей на характеристики зарядовой стабильности.

Цель работы. Установление закономерностей процессов накопления и сте-кания отрицательного заряда в МДП-структурах Si-SiCVOCC-Al в условиях сильнополевых воздействий, разработка приборов на их основе и метода ин-жекционной модификации.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- исследовать процессы инжекционной модификации и механизмы сте-кания заряда в инжекционно модифицированных МДП-структурах;

- изучить возможность модификации МДП-структур электронным облучением и влияние этого облучения на инжекционно стимулированный заряд МДП-структур;

- разработать конструкцию и способ изготовления МДП-транзистора на основе инжекционно модифицированных МДП-структур с параметрами, изменяемыми сильнополевой туннельной инжекцией.

Научная новизна.

1. Впервые установлены зависимости стекания инжекционно стимулированного отрицательного заряда в диапазоне температур от 20 до 250 °С, накапливающегося в МДП-структурах Si-Si02-0CC-Al в результате сильнополевой инжекции электронов из кремния в диэлектрик.

2. Разработан метод получения термостабильной компоненты инжекционно стимулированного отрицательного заряда в МДП-структурах Si-SiCb-OCC-Al при туннельной по Фаулеру-Нордгейму инжекции электронов в диэлектрик в сильных электрических полях и их последующем отжиге.

3. Определены особенности влияния электронного облучения на термостабильную компоненту заряда инжекционно модифицированных МДП-структур.

4. На основе моделирования проведена оценка влияния локальных неод-нородностей МДП-структур на процессы, протекающие при инжекци-онной модификации. Установлены допустимые границы параметров локальных неоднородностей МДП-структур.

Практическая ценность работы.

1. Предложен производственный метод модификации электрофизических характеристик МДП-структур Si-Si02-OCC-Al, основанный на туннельной по Фаулеру-Нордгейму инжекции электронов в диэлектрик в сильных электрических полях.

2. Разработан способ изготовления МДП-приборов с параметрами управляемыми сильнополевой туннельной инжекцией. Применение разработанного способа позволяет проводить индивидуальную подгонку порогового напряжения каждого конкретного прибора.

3. Разработана конструкция МДП-транзистора на основе инжекционно модифицированных слоев Si-Si02-OCC-Al с параметрами, управляемыми сильнополевой туннельной инжекцией.

4. Разработана конструкция низковольтного слаботочного стабилитрона на основе инжекционно модифицированного МДП-транзистора, с изменяемым напряжением стабилизации в диапазоне 1-гЗ,5 В, соответствующего требованиям ТВО 205.002-15ТУ.

5. Предложен метод имитационных испытаний радиационной стойкости МДП-структур на основе сильнополевой инжекции электронов в диэлектрик, позволяющий исключить использование электронного облучения.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту.

1. Результаты исследований зависимостей стекания отрицательного заряда в диапазоне температур от 20 до 250 °С, накапливающегося в МДП-структурах Si-Si02-OCC-Al при инжекционной модификации, и влияния электронного облучения на термостабильную компоненту инжекционно стимулированного заряда.

2. Метод инжекционной модификации МДП-структур Si-Si02-OCC-Al, основанный на выборе полевых и токовых режимов сильнополевой инжекции и плотности инжектированного заряда электронов из кремния, существенно снижающий влияние деградационных процессов, и позволяющий получать термостабильную компоненту инжекционно стимулированного заряда.

3. Конструкция и способ изготовления МДП-транзистора со структурой Si-Si02-OCC-Al, позволяющего изменять пороговое напряжение сильнополевой туннельной инжекцией с использованием разработанного метода инжекционной модификации.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях: I, III Межвузовской научной школы молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине" (Москва, 2001, 2002г.); 8-ой, 10-ой Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика" (Зеленоград, 2001, 2003 г.); 2-ой Международной конференции "Актуальные проблемы современного естествознания" (Калуга, 2000г.); 1-ой Российской конференции молодых ученых по математическому моделированию (Калуга, 2000г.); 1-ой Российской конференции молодых ученых по физическому материаловедению (Калуга, 2001г.); Всероссийской научно-технической конференции "Прогрессивные технологии и конструкции, механизация и автоматизация производственных процессов" (Калуга, 2000, 2002, 2003, 2005г.); Региональной научно-технической конференции "Прогрессивные технологии и конструкции, механизация и автоматизация производственных процессов" (Калуга, 1996-1998, 2000, 2001, 2003г.); Тридцать четвертых чтениях посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского (Калуга, 1999г.), XIV, XVII Международных совещаниях «Радиационная физика твердого тела» (Севастополь, 2004, 2007г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 2 патента РФ на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем работы 145 страниц, включая 26 рисунков и 5 таблиц. Список литературы содержит 152 наименования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Впервые установлены зависимости стекания инжекционно стимулированного отрицательного заряда в диапазоне температур от 20 до 250 °С, накапливающегося в МДП-структурах Si-Si02-0CC-Al в результате сильнополевой инжекции электронов из кремния в диэлектрик.

2. Разработан метод получения термостабильной компоненты инжекционно стимулированного отрицательного заряда в МДП-структурах Si-Si02-OCC-Al при туннельной по Фаулеру-Нордгейму инжекции электронов в диэлектрик в сильных электрических полях и их последующем отжиге.

3. Определены особенности влияния электронного облучения на термостабильную компоненту заряда инжекционно модифицированных МДП-структур.

4. На основе моделирования проведена оценка влияния локальных неоднородностей МДП-структур на процессы, протекающие при инжекционной модификации. Установлены допустимые границы параметров локальных неоднородностей МДП-структур.

5. Разработан метод инжекционной модификации МДП-структур Si-Si02-0CC-Al, основанный на выборе полевых и токовых режимов сильнополевой инжекции и плотности инжектированного заряда электронов из кремния, существенно снижающий влияние деградационных процессов, и позволяющий получать термостабильную компоненту инжекционно стимулированного заряда.

6. Разработан способ изготовления МДП-приборов с параметрами, управляемыми сильнополевой туннельной инжекцией. Применение разработанного способа позволяет проводить индивидуальную подгонку порогового напряжения каждого конкретного прибора.

7. Разработана конструкция МДП-транзистора на основе инжекционно модифицированных слоев Si-SiCVOCC-Al с параметрами, управляемыми сильнополевой туннельной инжекцией.

8. Разработана конструкция низковольтного слаботочного стабилитрона на основе инжекционно модифицированного МДП-транзистора, с изменяемым напряжением стабилизации в диапазоне 1-ьЗ,5 В, соответствующего требованиям ТВО 205.002-15ТУ.

9. Предложен метод имитационных испытаний радиационной стойкости МДП-структур на основе сильнополевой инжекции электронов в диэлектрик, позволяющий исключить использование электронного облучения.

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

2. Arnold D., Carrier Е., DiMaria D.J. Theory of high-field electron transport and impact ionization in silicon dioxide // Phys. Rev. B. 1994. -Vol.49, № 15. -P.l 0278-10297.

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

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

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

6. 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.

7. 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. 1997. - Vol.81, № 6. - P.4494-4503.

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

9. Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов / Пер. с англ. Под ред. Р.А.Суриса. М.: Мир, 1984. -Т.1.-456 с.

10. Масловский В.М. Долговременные нестационарные процессы в МДП-структурах с аморфными диэлектриками на основе кремния:

11. Дис. док. физ.-мат. наук. М.: НИИФП, 1996. - 152с.

12. Столяров А.А. Высокополевая туннельная ннжекция в системах металл-диэлектрик-полупроводник и разработка методов их контроля:

13. Дис. док. техн. наук. -М.: МГИЭМ, 1998. 166 с.

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

15. Гриценко В.А. Строение и электронная структура аморфных диэлектриков в кремниевых МДП-структурах. Новосибирск: Наука, Л 993.280 с.

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

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

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

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

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

21. Nicollian E.N., Berglu'nd C.N. Avalanche injection of electrons into insulation Si02 using MOS structures // J. Appl. Phys. 1970. - Vol.41, № 7.-P.3052-3057.

22. Nicollian E.N., Berglund C.N., Schmidt P.F. Electrochemical charging of thermal Si02 films by injected electron current // J. Appl. Phys.-1971.-Vol.42, №13.- P.5654-5664.

23. Nicollian E.N., Goetzberger A., Berglund C.N. Avalanche injection currents and charging phenomena in thermal SiC>2 // Appl. Phys. Lett. 1969. -Vol.15, № 6.-P.758-764.

24. Roblin P., Samman A., Bibyk S. Simullation of hot electron trapping and aging of nMOSFET's // IEEE Trans. Electron Devices. 1988. - Vol.35, № 12. -P.2229-2237.

25. Chen Y., Tang T. Numerical simulation of avalanche hot-carrier injection in shot-channel MOSFET's // IEEE Trans. Electron Devices. 1988. -Vol.35, № 12.-P.2180-2188.

26. Kamocsai R.L., Porod W. Hot electrons and traps in a-SiC>2 // Solid-State Electronics. 1989. - Vol.32, № 12.-P.1825-1829.

27. Барабан А.П., Коноров П.П., Кручинин A.A. Электролюминесценция и особенности электронного токопереноса в слоях двуокиси кремния на кремнии в сильных электрических полях. // Вестн. Ленингр. Ун-та. 1984. - № 16. - С. 23-28.

28. Барабан А.П., Коноров П.П., Кручинин А.А. Электронные процессы в структурах Si-SiC>2 в сильных электрических полях // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника.-1985.-№ 7.-С.43-48.

29. DeKeersmaecker R.F., DiMaria D.J. Electron trapping and detrapping characteristics of arsenic-implanted SiC>2 layers // J. Appl. Phys.-1980.-Vol.51, №2. P.l 085-1101.

30. DiMaria D.J. Determination of insulator bulk trapped charge densities and centroid from photocurrent-voltage characteristics of MOS structures // J. Appl. Phys.-1976.-Vol.47, № 6.-P.2354-2360.

31. Young D.R. Electron current injected into Si02 from p-type Si depletion regions // J. Appl. Phys.-1976.-Vol.47, № 5.-P.1575-1581.

32. Weinberg Z.A., Harstein A. Effect of silicon orientation and hydrogen anneling on tunneling from Si into Si02 // J.Appl. Phys.-1983. -Vol. 54, № 5.-P. 2517-2521.

33. Lenzlinger M., Snow E.H. Fowler-Nordheim tunneling in to thermally grown Si02 //J.Appl. Phys.-1969.-Vol.40, № l.-P. 278-286.

34. Nissan-Cohen Y., Shappir J., Frohman-Bentchkowsky D. Measurement of Fowler-Nordheim tunnelling currents in MOS structures under charge trapping conditions // Solid-State Electronics.-1985.-Vol.7, № 8.-P.756-761.

35. Electron tunneling at Al-Si02 interfaces / M. Av-Ron, M. Shatzkes, Т.Н. Di Stefako, R.A. Gdula //J.Appl. Phys.-1981. -Vol. 52, № 4.-P. 2897-2894.

36. Лашевский P.А., Филаретов Г.А., Шапиро Л.А. Исследование надёжности затворного диэлектрика МДП-структур // Микроэлектроника.-1980.-Т.9, вып. 4.-С. 347-354.

37. Урицкий В.Я., Гуртов В.А., Листопадов Ю.М. Захват зарядов в окисле МДП-систем Si-Si02 с поликремниевым затвором //Микроэлектроника.-1990.-Т. 19, вып. З.-С. 263-268.

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

39. Бабенко E.H., Боханкевич В.И., Гахов Ю.Д. Информационно-измерительный комплекс для диагностирования качества диэлектрических слоёв БИС // Электронная промышленность.-1989.-Вып. 2.-С. 14-15.

40. Lou L.F., Tettemer G.L. Characterization of metal-oxide-semiconductors capacitors with a fast-ramp technique // J. Appl. Phys.-1988.-Vol.63, № 11.-P.5398-5464.

41. Перелыгин А.И., Холомина T.A., Лактюшкин O.H. Электрофизические методы исследования и контроля параметров МДП-систем. Рязань: РРТИ, 1983. - 64 с.

42. Ning T.N. Thermal reemission of trapped electrons in Si02 // J. Appl. Phys.-1978.-Vol.49, № 12.-P.5997-6003.

43. 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. - Vol.60, №11.- P.3926-3944.

44. Nissan-Cohen Y., Shappir J., Frohman-Bentchkowsky D. High-field and current-induced positive charge in thermal SiC^ layers // J. Appl. Phys. -1985. -Vol.57, №8.-P. 2830-2839.

45. Holand S., Hu S. Correlation between breakdown and process-induced positive charge trapping in thin thermal SiC>2 //J. Electrochem. Soc. 1986. -Vol.133, №8.-P.1705-1712.

46. Lundgren P. Impact of the gate material on the interface state density of metal-oxide-silicon devices with an ultrathin oxide layer // J. Appl. Phys. -1999. -V.85, №4. P.222-223.

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

48. 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. -Vol.31, №4.-P. 2099-2106.

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

50. Румак H.B. Система кремний-двуокись кремния в МОП-структурах.- Минск: Наука и техника, 1986.-240 с.

51. Effects of gate bias on hot-carrier reliability in drain extended metal-oxide-semiconductor transistors / К. M. Wu, J. F. Chen, Y. K. Su, J. R. Lee // Appl. Phys. Lett. 2006. - Vol.89, № 8. - P.522.

52. Balk P., Eldridge J.M. Phosphosilicate glass stabilization of FET devices // Proc.IEEE. 1969. - Vol.57. - P.1558-1563.

53. Зайцев H.A., Козлов A.M., Неустроев C.A. Влияние термообработки структур Si-Si02 в атмосфере РСЬ на их электрофизические характеристики // Электронная техника. Сер. 3. Микроэлектроника,-1977.-Вып.б.-С. 18-23.

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

55. Mikhailovskii I.P., Potapov P.V., Epov А.Е. Sign of the charge accumulated in thermal SiC>2 films of silicon MIS structures under high electric field condition // Phys. Stat. Sol.(a). 1986. - Vol.94. - P.679-685.

56. Технология СБИС / Под ред. С.М. Зи. М.: Мир, 1986.- Т2. - С.404.

57. Электронный захват в МДП-структурах с термическим оксидом кремния при туннельной инжекции / B.C. Солдатов, Н.В. Соболев, И.Б. Варлашов и др. //Изв. вузов. Физика.-1989.-№ 12.-С.82-84.

58. 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.

59. Влияние пассивации на динамику накопления заряда в МДП-структурах при туннельной инжекции / B.C. Солдатов, Н.В. Соболев, И.Б. Варлашов и др. // Электронная техника. Сер.2. Полупроводниковые приборы.-1987.-Вып.6. -С.25-28.

60. 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.

61. Михайловский И.П., Овсюк В.Н., Эпов А.Е. Неоднородное накопление положительного заряда в кремниевых МДП-структурах в сильных полях // Письма в ЖТФ.-1983.-Т. 9, вып. 17.-С. 1051-1054.

62. Зайцев Н.А. Влияние неконтролируемых примесей на однородность свойств системы Si-Si02 // Электроника и информатика 97: Материалы II Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. -М., 1997. -С. 133.

63. Зайцев Н.А., Шурчков И.О. Структурно-примесные и электрофизические свойства системы Si-Si02. М.: Радио и связь, 1993.-192с.

64. Красников Г.Я., Зайцев Н.А., Матюшкин И.В. Зависимость эффективной величины барьера при туннелировании в МОП-структурах от структурно-примесного состава переходного слоя на границе Si-Si02 // Микроэлектроника. 2001. - Т.ЗО, № 5. - С. 369-376.

65. Зайцев Н.А., Красников Г.Я., Неустроев С.А. Воздействие паров РС1з на свойства структур Si-Si02 // Изв. АН СССР: Неорган, материалы.-1989.-Т.25, № 3.-С.403-405.

66. Nature of efforts in P and В dope Si02 / M. Offenberg, M. Maier, P. Balk // J. Vacuum Sci. and Technel.-1986. -Vol.4, № 3.-P. 1009-1012.

67. Влияние температуры. на накопление положительного заряда в МДП-структурах в условиях сильнополевой инжекции / В.В. Андреев, Г.Г. Бондаренко, В.Е. Драч и др. // Перспективные материалы. 2006. - № 4. -С.32-37.

68. 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, S.A. Loskutov // Thin solid films. 2006. - V.515. - P.670-673.

69. Козловский В.В., Козлов В.А. Модифицирование полупроводников пучками протонов: легирование радиационными дефектами // Физика взаимодействия заряженных частиц с кристаллами: Тезисы докладов XXX Международной конференции. М., 2000. -С. 126.

70. Коррекция характеристик кремниевых pin- фотодиодов с помощью имплантации протонов и термообработки / В.П. Астахов, С.А. Бедняков, Д.А. Гиндин и др. // Радиационная физика твердого тела: Труды VIII Межнационального совещания. М., 1998. - С.109-113.

71. Oldham T.R., McCaarrity J.M. Ionization of Si02 by heavy charged particles // IEEE Trans. Nucl. Sci.- 1981. Vol.NS-28, N6. - P.3975-3980. =

72. Климов И.В., Листопадов Ю.М., Назаров А.И. Деградация межфазной границы раздела Si-Si02 при полевых и радиационных воздействиях // Письма в ЖТФ.-1995.-Т.21, вып.10.-С.1-4.

73. 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.

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

75. Altken J.M., Yuong D.R. Electron trapping by radiation induced positive charge in Si02 // J. Appl. Phys. 1976. - Vol.47. - P.l 196-1201.

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

77. Гуртов В.А. Влияние ионизирующего излучения на свойства МДП-приборов / Обзоры по электроной технике. Сер.2. Полупроводниковые приборы. 1978. -Вып.4. - С.3-31.

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

79. Левин М.Н., Кадменский С.Г., Гитлин В.Р. Рентгеновская технология корректировки пороговых напряжений МДП-приборов и интегральных схем // Радиационная физика твердого тела: Труды VIII Межнационального совещания. М., 1998. - С.444-447.

80. Sugano Т. Carrier trapping in silicon MOS devices // Acta Polytechn. Scand Elect. Eng. Ser. -1989. №64. P.220-241.

81. Kamienecki E. Ion-electron interface states in MOS structures. // Appl. Phys. Lett. 1979. Vol.35. -P.807-810.

82. A.c. СССР 1419418. Способ изготовления МДП-транзисторов / В.Р. Вахтель, В.Р. Гитлин, И.И. Евсеев и др. // Б.И. 1987. - №6.

83. Бакулин Ю.П., Грачев А.Ф. Применение термолюминесцентного дозиметра АИСТ-5 в различных областях радиационной физики // Радиационная стойкость электронных систем. 1998. - Вып. 1. - С.171.

84. Никифоров А.Ю., Критенко М.И. Система радиационных испытаний БИС в процессе разработки, производства и поставки // Радиационная стойкость электронных систем. 1998. - Вып. 1. - С.5.

85. Radiation-induced defects in MOS structures after irradiation with high-energy Ar, Kr, Bi heavy ions / J. Stan'o, V.A. Skuratov, M. Ziswka, P. Kovac // Vacuum. 2005. - Vol.78, Issues 2-4. - P.627-630.

86. 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.

87. Koester S. J. Evidence of electron and hole inversion in GaAs metal-oxide-semiconductor capacitors with НЮ2 gate dielectrics and a-Si/Si02 interlayers // Appl. Phys. Lett. 2006. - Vol.89, №4. - P. 104.

88. Schwank J.R., Fleetwood D.M. Sign of the charge accumulated in thermal Si02 films // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1987. - Vol.NS-34. - P.l 152.

89. Комаров A.A., Зебрев Г.И. Влияние водорода на процесс встраивания поверхностных состояний в МОП транзисторах // Радиационная стойкость электронных систем. 1998. - Вып. 2. - С.81.

90. Митчелл Д., Уилсон Д. Поверхностные дефекты в полупроводниковых приборах, вызванные радиацией. М.: Атомиздат, 1970, -93с.

91. Таперо К.И. Кинетика отжига радиационных дефектов в кремниевых МОП и КМОП структурах // Радиационная стойкость электронных систем. 1998. - Вып.1. - С. 47.

92. Согоян А.В., Никифоров А.Ю. Особенности УФ-отжига радиационно-индуцированного положительного заряда в полевом окисле МОП-приборов // Радиационная стойкость электронных систем. 1999. -Вып. 2.-СЛ.

93. Плазменная технология в производстве СБИС / Под ред. Н. Айнспрука, Д. Брауна. М.: Мир, 1987. - 469 с.

94. Ma Т.Р., Ma W.H.-L. The Effect of RF Annealing Upon Electron-Beam Irradiated MIS-structures // Solid State Electron. 1979. - V.22. - P.663-666.

95. Андреев B.B., Барышев В.Г., Столяров A.A. Метод постоянного тока в контроле МДП-структур // Петербургский журнал электроники. -1997. -№ 3. -С.69-72.

96. Зарядовая дефектность диэлектрических слоев МДП-структур / В.В. Андреев, А.А. Столяров, A.JI. Ткаченко и др. // Физика и химия обработки материалов. 2001. - №4. - С. 94-99.

97. Nicollian E.N., Berglund C.N. Avalanche injection of electrons insulation Si02 using MOS structures // J. Appl. Phys. 1970. - V.41, №7. -P.3052-3057.

98. Кисилев В.Ф. Поверхностные явления в проводниках и диэлектриках. М.: Наука, 1970. - 184с.

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

100. 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.

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

102. Столяров А.А. Исследование влияния пассивирующих слоев на нестабильность зарядов МДП-структур при тунельной инжекции // Известия вузов. Электроника. 1998. -№ 2. - С. 17-23.

103. Влияние концентрации фосфора в пленках Si02 на характеристики МДП-систем / В.В. Андреев, В.Г. Барышев, Ю.А. Сидоров, А.А. Столяров // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 1993. - Вып.З. -С.56-59.

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

105. Глудкин О.П., Черняев В.Н. Технология испытаний микроэлементов радиоэлектронной аппаратуры и интегральных микросхем. -М.: Энергия, 1980.-360с.

106. Управление качеством электронных средств / Под ред. О.П. Глудкина. М.: Высшая школа, 1992. - 414 с.

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

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

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

110. Столяров А.А. Зарядовая нестабильность параметров МДП-структур при неравномерном распределении тока туннельной инжекции //Известия вузов. Электроника.-1997.-№ 6.-С.29-36.

111. Барышев В.Г., Ткаченко A.JI. Моделирование зарядового состояния МДП-систем в условиях неравномерного протекания тока туннельной инжекции // Тез. докл. 1-ой Российской конференции молодых ученых по математическому моделированию. Калуга, 2000. - С. 142.

112. Solomon P. Hihg-field electron trapping in Si02 // J. Appl. Phys. -1977.-Vol.48, №9.-P.3 843-3849.

113. Andreev V.V., Baryshev V.G., Stolyarov A.A. Instability of the Parameters of Dielectric Layers Under Conditions of High-Field Injection Stresses // J. Advanced Materials. 1995. -;V.2, № 6. - P.451-457.

114. Касумов Ю.Н., Козлов C.H. Изменение электрофизических параметров системы З^Юг-металл при инжекционной деградации //Микроэлектроника. 1993.- Т.22, вып.2,- С.20-26.

115. Повышение зарядовой стабильности диэлектрических пленок МДП-систем / В.В. Андреев, Г.Г. Бондаренко, А.А. Столяров и др. // Перспективные материалы. 1999. - № 2. - С.26-31.

116. Ткаченко A.JI. Моделирование токовой нагрузки в дефектах при высокополевой инжекции // Прогрессивные технологии и конструкции, механизация и автоматизация производственных процессов: Тез. докл. регион, студ. научно-техн. конф. Калуга, 1998. - С.45.

117. Hokari Y. Dielectric breakdown wearout limitation of thermally-grown thin-gate oxides // Solid-State Electron. -1990.- Vol.33.- P.75-78.

118. Андреев B.B., Барышев В.Г. Особенности определения параметров МДП-структуры при заряде её импульсом постоянного тока // Труды МГТУ.- 1997.-№ 569.-С.67-71.

119. Столяров А.А. Модель зарядового состояния системы Si-Si02-ФСС-А1 в условиях неравномерного токопереноса // Математическое моделирование сложных технологических систем: Сб. статей.- М.: МГТУ, 1997.- С.71-76.

120. Инжекция тока в диэлектрик как метод оценки качества МДП-структур / В.В. Андреев, В.Г. Барышев, А.А. Столяров и др. // Электронная техника. Сер.6. Материалы.-1990.-Вып. 2.- С.64-66.

121. Андреев В.В. Контроль инжекционной стойкости структур металл-диэлектрик-полупроводник в сильных электрических полях // Перспективные материалы. -2002. №2. - С.89-93.

122. Исследование влияния характеристик локальных неоднородностей МДП-систем на максимальную токовую нагрузку при туннельной инжекции / В.В. Андреев, В.Г. Барышев, А.А. Столяров, АЛ. Ткаченко // Труды МГТУ.- 1999. -№ 573. -С.59-65.

123. Зарядовая деградация МОП-структур при туннельной инжекции электронов из кремния / В.В. Андреев, В.Г. Барышев, Г.Г. Бондаренко, А.А. Столяров // Перспективные материалы. 2000. - № 3. - С.49-53.

124. Modification of metal-oxide-semiconductor devices by electron injection in high-fields / G.G. Bondarenko, V.V. Andreev, A.A. Stolyarov, A.L. Tkachenko // Vacuum. 2002. - Vol.67. - P.617-621.

125. 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.

126. Влияние протонного облучения на электрофизические параметры МДП-структур /В.В. Андреев, А.А. Бедняков, Г.Г. Бондаренко и др. // Физика и химия обработки материалов. 2001. - № 3. - С.5-11.

127. Радиационная ионизация в структурах металл-диэлектрик-полупроводник в режиме сильнополевой инжекции электронов / В.В. Андреев, Г.Г. Бондаренко, А.А. Лычагин и др. // Физика и химия обработки материалов. 2006. - № 5. - С. 19-23.

128. Исследование релаксации зарядового состояния МДП-структур после протонного облучения / В.В Андреев, А.А. Бедняков, Г.Г. Бондаренко и др. // Радиационная физика твёрдого тела: Труды 11 Межнационального совещания. М., 2001. - С. 190-194.

129. Ткаченко А.Л. Исследование влияния электронного облучения на характеристики МДП-структур^// Микроэлектроника и информатика-2003: Тез. докладов 10-й всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов. М., 2003. - С.39.

130. Андреев В.В. Плазменная и инжекционная модификация электрофизических характеристик МДП-структур // Физика и химия обработки материалов. 2001. - № 6. - С.47-53.

131. Патент РФ №2206141. Способ изготовления МДП-транзисторов / В.В. Андреев, В.Г. Барышев, АЛ. Ткаченко и др. // Б.И. 2003. -№16.

132. Влияние электронного облучения на инжекционно-индуцированный заряд МДП-структур / В.В. Андреев, Г.Г. Бондаренко, A.JI. Ткаченко и др. // Радиационная физика твердого тела: Труды XIV Международного совещания. -М., 2004. С.226-230.

133. Патент РФ №2206142. Способ изготовления МДП-транзисторов / В.В. Андреев, В.Г. Барышев, A.JI. Ткаченко и др. // Б.И. 2003. -№16.

134. Гороховатский Ю.А. Основы термодеполяризационного анализа. -М.: Наука, 1981. 176 с.

135. Ткаченко A.JL, Столяров А.А. Разработка конструкции стабилитрона с параметрами, изменяемыми сильнополевой туннельной инжекцией // Физическое материаловедение: Тез. докл. 1-й Российской конференции молодых ученых. Калуга, 2001. - С.48.