Определение плотности поверхностных состояний в структурах металл-диэлектрик-полупроводник при наличии гетерогенности тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

Петрозаводский государственный уш

На правах рукописи

Яковлев Роман Александрович

УДК 538 971

Определение плотности поверхностных состояний в структурах металл-диэлектрик-полупроводник при наличии гетерогенности

Специальность 01 04 04 - физическая электроника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Петрозаводск 2007

003069719

Работа выполнена на кафедре физики твердого тела

Петрозаводского государственного университета

Научный руководитель Климов Игорь Викторович, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физики твердого тела

Официальные оппоненты Назаров Алексей Иванович, доктор педагогических наук, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общей физики Петрозаводского государственного университета,

Темпов Дмитрий Эдуардович, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общей и экспериментальной физики Российского государственного педагогического университета им А И Герцена

Ведущая организация - Санкт-Петербургский государственный университет

Защита диссертации состоится 2007г в ¿Г час 0^0

мин на заседании специализированного совета К 212 190 01 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук при Петрозаводском государственном университете по адресу 185910, Петрозаводск, пр Ленина, д 33

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ПГУ

Автореферат разослан 2007 г

Ученый секретарь специализированного совета, доктор физико-

Фофанов А Д

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В настоящее время структуры диэлектрик-полупроводник (ДП) являются базовыми элементами при создании сложных микро- и оптоэлектронных устройств (СБИС и т п) Зависимость параметров отдельных приборов от электронных процессов на межфазовой границе раздела (МФГ) является основной причиной появления нестабильности в работе схем, и необратимых изменений их параметров В связи с этим изучение влияния степени гетерогенности МФГ на характер, электронных процессов протекающих в ДП структурах является актуальной научно-практической задачей

В настоящее время отсутствуют исчерпывающие модели МФГ, учитывающие различные механизмы влияния неоднородностей на характеристики ДП-структур Создание таких моделей в теоретическом плане дает возможность дальнейшего развития представлений об электрофизических процессах, протекаю-щих на границе, а в практическом плане позволяет существенным образом улучшить параметры приборов, созданных на базе таких структур

Цель работы заключается в создании модели, наиболее полно отражающей влияние гетерогенности МФГ, созданной как вследствие различных технологических процессов, так и в результате внешних воздействий на электрофизические свойства ДП структур

Основные задачи работы:

1 Создать автоматизированную установку для измерения вольт-фарадных и вольт-сименсных характеристик

2 Разработать методику и создать программное обеспечение для расчета кривых нормированной проводимости и определения параметров неоднородности границы раздела в МДП-структурах

3 Создать автоматизированную установку для измерения подпо-роговых характеристик и кривых зарядовой накачки МДП-тран-зисторов

4 Разработать методики для разделения влияния ПС и неоднородности границы раздела диэлектрик-полупроводник на характеристики МДП-транзисторов

5 Провести апробацию и верификацию моделей электронных процессов, учитывающих гетерогенность границы раздела полупроводник-диэлектрик

6 Провести исследование влияния различных электрофизических воздействий на формирование ПС и флуктуаций поверхностного потенциала на границе раздела диэлектрик-полупроводник

Научная новизна работы состоит в том, что

1 Предложена методика корректного определения плотности поверхностных состояний при наличии пространственно неоднородного их распределения и дисперсии поверхностного потенциала на границе раздела полупроводник-диэлектрик с использованием метода нормированной проводимости

2 Исследовано влияние различных режимов анодного окисления кремния на величину дисперсии поверхностного потенциала и плотности поверхностных состояний на границе раздела в структурах металл-диэлектрик-полупроводник

3 Предложена методика определения значения дисперсии поверхностного потенциала и плотности поверхностных состояний в транзисторных структурах методами подпороговых вольтампер-ных характеристик и зарядовой накачки

4 Предложена методика определения параметров крупномасштабного зарядового дефекта по виду кривой тока зарядовой накачки Под таким дефектом понимается участок подзатворной области, в котором величина встроенного в окисел заряда значительно отличается от средней Методика позволяет определить площадь деградированного участка и величину встроенного заряда

5 Обнаружено, что лавинная инжекция горячих носителей заряда приводит к образованию крупномасштабного зарядового дефекта, причем изменение свойств границы раздела происходит не сразу, а спустя некоторое время после воздействия Облучение рентгеновским и УФ-излучением приводит к практически мгновенному возникновению дефектов поверхности Наличие внешнего электрического поля в процессе облучения приводит к тому, что дефекты оказываются метастабильными и наблюдается частичная релаксация структуры с течением времени к исходному состоянию

Основные защищаемые положения:

1 Для определения плотности поверхностных состояний и величины дисперсии поверхностного потенциала предлагается воспользоваться методом операторных изображений Для проверки корректности разделения предложено использовать следующие параметры

кривой нормированной проводимости положение точек максимумом и перегиба и максимальное значение производной Данная методика чувствительна к изменению условий приготовления МДП-структур и позволяет определить плотность ПС и величину дисперсии поверхностного потенциала с точностью ~ 5%

2 Предложена методика определения величины заряда и площади участка крупномасштабного зарядового дефекта, основанная на анализе кривой зарядовой накачки Присутствие крупномасштабного зарядового дефекта, локализованного в окисле, проявляется на кривой зарядовой накачки как наличие двух четко различимых плато

3 В результате воздействия лавинной инжекцией на ДП структуры возникает крупномасштабная область зарядовой нестабильности с характерным вре-менем релаксации ~ 105 с

Научно-практическая ценность состоит в следующем

1 Разработана и создана автоматизированная установка для измерения вольт-фарадных и вольт-сименсных характеристик структур металл-диэлектрик-полупроводник

2 Разработано программное обеспечение для обработки кривых нормированной проводимости и определения глубины залегания электронных состояний в диэлектрике и величины дисперсии поверхностного потенциала на основе анализа характерных точек кривой и метода преобразования Фурье

3 Разработана и создана автоматизированная установка для измерения подпороговых характеристик и кривых зарядовой накачки

4 Разработано программное обеспечение для расчета параметров неоднородности границы раздела при помощи метода зарядовой накачки

Апробация работы: Материалы диссертационной работы докладывались на всероссийской конференции «Физика полупроводников и полуметаллов», (г Санкт-Петербург, 4-6 февраля 2002 г), на V всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике, (г СПб, 2-5 декабря 2003), на VII международной конференции «Физика в системе современного образования», (г СПб, 14-18 октября 2003), на конференции «Физика в системе современного образования»,

(г СПб, 29 мая - 3 июня 2005), на XI всероссийской научной конференции студентов физиков и молодых ученых, (г Екатеринбург, 24-31 марта 2005 г), на конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной физики» (Демидовские чтения), (г Москва, 25-28 февраля 2006 г)

Основные результаты опубликованы в виде статей и тезисов докладов конференций, перечень которых приведен в конце автореферата

Вклад автора. Основные экспериментальные и теоретические результаты диссертационной работы по-лучены автором

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 разделов, заключения и списка литературы Диссертация содержит 127 страниц, включая 75 рисунков, 8 таблиц и 112 наименований библиографических ссылок на 7 страницах

Основное содержание работы

Во Введении обоснована актуальность выбран-ной темы диссертации, определена цель работы и сформулированы основные защищаемые положения

Первая глава посвящена анализу литературных данных о влиянии гетерогенности на электрофизические свойства границы раздела диэлектрик-полупроводник Показано, что проблема изучения гетерогенностей границы раздела становится все актуальнее в связи с тенденцией к уменьшению геометрических размеров элементов интегральных схем, таких как площадь затвора транзисторов и толщина оксидных слоев Наличие пространственного распределения ПС в диэлектрик приводит к тому, что с переходом на нано-технологию и уменьшением толщины окисла до десятка атомных слоев, увеличивается вероятность протекания сквозных туннельных токов через диэлектрик

Также в данной главе приведена информация об основных современных методах исследования полупро-водниковых приборов, основанных на свойствах МДП-структур Метод нормированной проводимости позволяет определить величину плотности ПС эффективное сечение захвата ПС, и характерные параметры степени неоднородности границы раздела среднеквадратичную дисперсию потенциала и глубину залегания ПС в диэлектрик С точки зрения

простоты реализации и информативности при исследовании МДП-транзисторов оптимальным является совмещение методов подпороговых ВАХ и зарядовой накачки В заключение раздела конкретизированы основные задачи диссертационной работы

Во второй главе рассмотрены методические осо-бенности настоящей работы В работе исследовались структуры 81-8Ю2, полученные анодным окислением кремния и транзисторы, как корпусные, так и реализованные на пластине Описаны процедура анодного формирования структур 81-8Ю2 и используемые методы исследования границы раздела диэлектрик-полупроводник (метод нормированной проводимости, подпороговых ВАХ, зарядовой накачки) В ходе работы разработаны и созданы экспериментальные установки для измерения кривых нормированной проводимости в МДП-структурах, подпороговых ВАХ и зарядовой накачки в МДП-транзисторах

В качестве объектов исследования были выбраны выпускаемые отечественной промышленностью полевые транзисторы КП301Б Выбор этот был обусловлен тем, что методом подпороговых характеристик можно исследовать транзисторы с индицируемым (а не встроенным) каналом, а для метода зарядовой накачки необходимо, чтобы электрод подложки не был совмещен со стоком или истоком, как это часто делается в корпусных транзисторах

Методом нормированной проводимости исследо-вались образцы, полученные анодным окислением монокристаллического кремния В качестве подложки использовались пластины кремния р-типа, с удельным сопротивлением 7,5 Ом*см, вырезанные в плоскости (100) и подвергнутые предварительно механической и химической поли-ровкам Ограничение рабочей площади образца заключалось в покрытии неокисляемых поверхностей химически- и термостойким лаком Омический контакт к кремниевой подложке осуществлялся при помощи индийгаллиевой эвтектики, наносимой на боковую поверхность (скол) кремния Анодное окисление кремния проводилось в 0,04М растворе КЫО, в этиленгликоле Использовались различные режимы предварительная гомогенизация поверхности, вольтстати-ческое и гальваностатическое окисление, а также смешанное окисление - переход на гальваностатический режим после вольтстатическо-го Для металлизации затвора на поверхность окисленной структуры в вакуумной камере напылялся алюминий

В результате проделанной работы разработаны, созданы и апробированы автоматизированные установки для измерения кривых нормированной проводимости МДП-структур, подпороговых ВАХ и кривых зарядовой накачки полевых транзисторов Разработана и создана многофункциональная интерфейсная плата, реализующая управление источниками напряжения и коммутационным блоком реле Разработано программное обеспечение для проведения измерений и обработки экспериментальных результатов Создана установка для анодного окисления кремния в различных режимах, также отработана методика предварительной подготовки кремниевых пластин

В третьей главе содержится описание основных существующих в настоящее время моделей неоднородностей границы раздела полупроводник-диэлектрик и приводится их анализ Проведены эксперименты по численному моделированию кривых нормированной проводимости при различных значениях дисперсии потенциала и величинах линейного размера области размытия границы раздела Исследование модельных кривых позволило обнаружить дополнительные особенности поведения графиков Положение точки перегиба го2 на низкочастотной ветви кривой нормированной проводимости зависит от величины дисперсии потенциала и от линейного размера области размытия Положение максимума кривой со, также зависит от этих факторов, в качестве характерного параметра используется разность (ю, - ю2) В модели заглублений ПС происходит сдвиг точки перегиба ш2 и более сильный сдвиг точки макси-мума со, кривой нормированной проводимости в сторону низких частот Для модели флуктуаций поверхностного потенциала сдвиг точки максимума со, незначите-лен, а сдвиг точки перегиба со, более сильный Расстояние (со[ - ах,) уменьшается с увеличением заглубления электронных состояний с1 и увеличивается с возрастанием флуктуаций потенциала о8 Значение производной в точке перегиба ДМАХ также принято в качестве характерного параметра Это значение уменьшается как с увеличением глубины залегания состояний с1, так и при увеличении среднеквадратичной флуктуации о8 Значения ДМАХ и (0,-0)2 можно использовать как параметры, с помощью которых можно определить величины флуктуаций потенциала и заглубления состояний при одновременном их присутс-

твии в МДП-структуре Показано, что в случае пространственно неоднородного распределения ПС и использования соответствующей модели необходимо рассчитать параметры линейный размер области размытия с! и постоянную времени перезарядки т0 Для проверки правильности решения необходимо ввести дополнительное условие, которое определяет зависимость максимального значения функции производной от величины заглубления ё Графическая иллюстрация решения показана на рис 1, где соответствующие графики сходятся в одну точку Если после подстановки экспериментальных параметров общее решение данной системы отсутствует (рис 2), можно говорить о заметном влиянии флуктуаций поверхностного потенциала на кривую нормированной проводимости данной МДП-структуры

Для выделения вклада флуктуаций поверхностного потенциала выражение для нормированной проводимости записывается в виде свертки функций

Г(со)= у(со)*к(ю-со')с1<й, (1)

где Г(о))~ экспериментальная зависимость норми-рованной проводимости, обусловленная, в общем случае, вкладом флуктуаций и пространственного распределения ПС, у(со) - нормированная проводимость, обусловленная только заглублениями и к (со-со) - ядро уравнения, отвечающее за вклад флуктуаций потенциала

Предложено воспользоваться при решении операционным методом, состоящем в получении алгебраических соотношений для операторных изображений, нахождении из них изображения искомой функции уА(г) и определения по нему оригинала

Г(г)= ул(г)хкл(г) (2)

ш

Рис 1 Графическое решение при нулевом значении среднеквадратичной флуктуации потенциала Заданное значение (1=5,7 А

1ё(х)

Рис 2 Графическое решение при о5=3,5 Заданное значение (1=5,7 А

Данная методика позволяет численно определить значение линейного размера области пространственного распределения ПС и флук-туаций поверхностного потенциала при условии одновременного их влияния на величину проводимости При этом достаточно варьировать только один параметр о5, используя систему уравнений для с1 и т в качестве критерия Используя полученные значения можно определить значение реальной плотности ПС

Предлагаемый метод может преимущественно использоваться для исследования структур, в которых присутствуют ловушки с большим сечением захвата, в результате чего постоянная времени их перезарядки т оказывается мала, а частоты со, и 5а), очень велики, что может вызывать некоторые экспериментальные затруднения При этом появляется возможность увеличения диапазона поверхностного потенциала в область обогащения, для построения зависимости сечения захвата, величины заглубления и дисперсии потенциала по энергии в запрещенной зоне Для разделения вклада флуктуаций и заглублений достаточно произвести измерения в области максимума и низкочастотной ветви зависимости Соответственно уменьшается количество точек на экспериментальной кривой, т е сокращается время, необходимое для измерений, снижаются требования к экспериментальной установке по диапазону частот

Так же в работе проведены численные эксперименты по изучению влияния флуктуаций поверхностного потенциала и наличие крупномасштабного зарядового дефекта в окисле на подпороговые ВАХ и кривые зарядовой накачки МДП-транзисторов Показано, что флуктуации поверхностного потенциала влияют на наклон как подпороговой характеристики, так и боковых граней кривой зарядовой накачки (рис 3)

1

0,5

0

Рис 3 Кривые зарядовой накачки при различных значениях дисперсии потенциала

1ср, отн ед

о8=0

1

Крупномасштабный зарядовый дефект проявляется на кривой зарядовой накачки как наличие двух четко различимых плато (рис 4)

1ср, А 109

N

( 1 ^

Ю'Д

У \

\

\ 1012 '

-1-1-Ь

-15 -10 -5 0 5

Рис 4 Кривые зарядовой накачки для разных случаев 1- основной участок с <3ОХ=5*1010, 2- дефектный участок с ()ох=1*10'2, 3- итоговая СР-кривая, получаемая суммированием 1 и 2 N^=5*10'

Предложена методика разделения влияния пространственно неоднородного распределения электрически активных состояний и флуктуаций поверхностного потенциала МДП-структур, основанная на анализе функциональных точек кривой нормированной проводимости Показано, что флуктуации поверхностного потенциала влияют на размытие боковых граней кривой зарядовой накачки, а наличие крупномасштабного зарядового дефекта в окисле проявляется на СР-кривой в виде двух плато

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований МДП-структур методом нормированной проводимости и транзисторов при помощи методов подпороговых ВАХ и зарядовой накачки В результате лавинной инжекции носителей (при У0=-4В, Уо=10В) изменение характеристик МДП-транзисто-ров происходит не сразу, а со временем, при комнатной температуре Видимо на этот процесс оказывают влияние внутренние поля, образовавшиеся в результате появления встроенного заряда Кроме

того, обнаружено, что возникший в результате воздействия заряд локализован в области истока (рис 5, 6)

Рис 5 Кривые зарядовой накачки транзистора до (1) и после (2) лавинной инжекции

Рис б Кривые зарядовой накачки после лавинной инжекции, стандартная методика (1), и с отключенным стоком (2)

Также при исследовании влияния ультрафиолетового излучения на характеристики транзисторов обнаружено, что при облучении с подачей напряжения на затвор, происходит более сильное изменение зарядового состояния транзистора, по сравнению с облучением без напряжения Также нужно отметить, что при облучении с подачей напряжения после релаксации в течение суток заметно некоторое уменьшение величины захваченного заряда

При исследовании структур, полученных анодным окислением кремния, обнаружено, что предварительная гомогенизация поверхности (выдержка образца перед началом окисления при малых токах) приводит к уменьшению величины дисперсии поверхностного потенциала Также исследовано влияние низкотемпературного отжига на характеристики МФГ величина плотности ПС уменьшается, значения же флуктуаций поверхностного потенциала и линейный размер области распределения ПС не изменяются

В Заключении проведен анализ полученных результатов и сформулированы основные выводы по работе

1 Разработаны и созданы автоматизированные установки для измерения кривых нормированной про-водимости МДП-структур, подпороговых ВАХ и кривых зарядовой накачки полевых транзисторов Разработано программное обеспечение для проведения измерений и обработки экспериментальных результатов Создана установка для анодного окисления кремния

2 Предложена методика разделения влияния заглубления электрически активных состояний и флуктуаций поверхностного потенциала МДП-структур, основанная на анализе функциональных точек кривой нормированной проводимости Показано, что флуктуации ПП и наличие крупномасштабного зарядового дефекта в окисле влияют на форму кривой зарядовой накачки

3 Обнаружено, что предварительная гомогенизация поверхности приводит к уменьшению величины дисперсии поверхностного потенциала Окисление образцов в комбинированном режиме приводит к уменьшению величины плотности ПС по сравнению с гальваностатическим режимом, при этом значение дисперсии поверхностного потенциала не меняется Низкотемпературный отжиг уменьшает величину плотности ПС, но не меняет значение дисперсии поверхностного потенциала и размера области пространственного распределения ПС

4 Увеличение плотности тока окисления приводит к образованию структуры с меньшей плотностью ПС, и более высоким значением дисперсии потенциала за счет неравномерного распределения ПС и заряда в окисле

5 Показано, что ток зарядовой накачки, измеренный сразу после воздействия лавинной инжекцией возрастает незначительно по сравнению с исходным (на 5-15 %) Дальнейшая выдержка структуры при комнатной температуре в течение суток приводит к возрастанию тока по сравнению с исходным на 30-50 % Возможно, на этот процесс оказывают влияние внутренние поля, созданные в результате появления встроенного заряда, причем полевое воздействие локализуется в определенной области образца Относительная площадь дефектного участка составляла —30 % площади всей ис-сле-дуемой подзатворной области Величина области локальной деградации при отключении стока увеличилась до 50 % от всей площади подзатворной области

6 Величины плотности ПС и заряда в окисле возрастают сразу же после воздействия рентгеновским и ультрафиолетовым облучением и в дальнейшем не изменяются При УФ облучении с подачей напряжения на затвор транзистора, происходит более сильное накопление заряда, по сравнению с облучением без напряжения, с последующим уменьшением величины захваченного заряда после релаксации образца в течение времени ~ 105с

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих печатных работах:

1 Анализ частотных зависимостей проводимости МДП-структур с учетом флуктуационной и туннельной теоретических моделей Авдеев H А , Гуртов В А , Климов И В, Яковлев Р А Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, выпуск 6, с 711 - Analysis of frequency dependences of conductance of MIS structures with the fluctuation- and tunnehng based theoretical models taken into account N A Avdeev, V A Gurtov, IV Klimov, R A Yakovlev Semiconductors, Volume 40, Number 6 / June, 2006, p 691

2 Автоматизированная установка для исследования характеристик МДП-транзисторов Яковлев Р А , Климов И В, Листопадов Ю M Приборы и техника эксперимента, М, «Наука», № 2, 2004, с 166

3 Автоматизация измерений проводимости и вольт-фарадных характеристик Яковлев Р А , Авдеев H А , Климов И В Тезисы докладов всероссийской конференции «Физика полупроводников и полуметаллов», СПб, 2002, с 201

4 Определение спектра поверхностных состояний на границе раздела полупроводник диэлектрик с учетом влияния гетерогенности в структурах МДП Яковлев Р А Аннотации работ по грантам VII Санкт-Петербургской ассамблеи молодых ученых и спец СПб, 2002,с 31

5 Выделение функции распределения поверхностного потенциала в модели флуктуаций Яковлев Р А, Авдеев H А, Климов И В Тезисы докладов V всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и нано-электро-нике, СПб, 2003, с 48

6 Использование метода аппроксимации цифрового сигнала в системе инженерного образования Яковлев Р А, Авдеев H А, Тулаев В В Тезисы докладов международной конференции «Физика в системе современного образования», СПб, 2003, с 58

7 Определение спектра поверхностных состояний на границе раздела полупроводник-диэлектрик с учетом влияния гетерогенности границы раздела диэлектрик-полупроводник Яковлев Р А Аннотации работ по грантам VIII Санкт-Петербургской ассамблеи молодых ученых и специалистов СПб, 2003, с 32

8 Применение метода регуляризации для расчета спектра поверхностных состояний границы раздела полупроводник-диэлектрик Яковлев Р А, Авдеев Н А, Гуртов В А Тезисы докладов конференции Физика в системе современного образования, СПб, 2005

9 Разделение влияния поверхностной неоднородности и заглубления электрически активных состояний на кривые нормированной проводимости в МДП-структурах Яковлев Р А , Авдеев Н А , Климов И В Тезисы докладов 11 всероссийской научной конференции студентов физиков и молодых ученых, Екатеринбург, 2005, с 137— 138

10 Влияние неоднородностей границы раздела на характеристики МДП-транзисторов Яковлев Р А , Климов И В Тезисы докладов конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной физики» (Демидовские чтения), Москва, 2006, с 124

Подписано в печать 16 04 07 Формат 60* 84 '/|6 Бумага газетная Уч -изд л 1 Тираж 100 экз Изд № 107 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Отпечатано в типографии Издательства ПетрГУ 185910, г Петрозаводск, пр Ленина, 33

Введение.

ГЛАВА 1. Гетерогенность межфазовой границы раздела и её влияние на свойства структур диэлектрик-полупроводник.

1.1 Граница раздела диэлектрик-полупроводник, поверхностные состояния.

1.2 Методы исследования МДП-структур.

1.3 Неоднородности границы раздела диэлектрик-полупроводник.

1.3.1 Флуктуации поверхностного потенциала.

1.3.2 Туннельная модель перезарядки приграничных состояний.

1.3.3 Влияние неоднородностей на результаты, полученные емкостными методами.

1.4 Эксперименты по применению метода нормированной проводимости для исследования свойств МДП-структур.

1.5 МДП-транзистор.

1.5.1 Влияние флуктуаций поверхностного потенциала на работу МДП-транзистора.

1.5.2 Методы исследования МДП-транзисторов.

1.5.3 Основные экспериментальные результаты, полученные при помощи методов подпороговых харатеристик и зарядовой накачки.

1.6 Автоматизация научного эксперимента.

1.6.1 Основные приборные интерфейсы, используемые для автоматизации эксперимента.ЗЗ

1.6.2 Современные автоматизированные системы.

1.7 Задачи работы.

ГЛАВА 2. Экспериментальные методики и программное обеспечение для исследования электрофизических характеристик гетерогенных МДП-приборов.

2.1 Измерение кривых нормированной проводимости.

2.1.1 Метод кривых нормированной проводимости.

2.1.2 Экспериментальная установка для измерения кривых нормированной проводимости.

2.1.3 Программное обеспечение для измерений C-V и G-V зависимостей МДП-структур.

2.2 Измерение подпороговых В АХ и кривых зарядовой накачки МДП-транзисторов.

2.2.1 ВАХ транзистора.

2.2.2 Метод подпороговых ВАХ.

2.2.3 Метод зарядовой накачки.

2.2.4 Автоматизированная установка для исследования МДП-транзисторов.

2.3 Многофункциональная интерфейсная плата.

2.4 Программное обеспечение для проведения измерений подпороговых характеристик и кривых зарядовой накачки.

2.5 Программное обеспечение для расчёта параметров МДП-транзисторов методами подпороговых характеристик и кривых зарядовой накачки.

2.6 Исследуемые образцы.

2.7 Выводы по Главе 2.

ГЛАВА 3. Моделирование электронных процессов на межфазовой границе раздела с учетом гетерогенности.

3.1 Модели неоднородной границы раздела диэлектрик-полупроводник.

3.1.1 Модель флуктуаций поверхностного потенциала.

3.1.2 Модель заглубления электронных состояний в диэлектрик.

3.1.3 Влияние неоднородностей границы раздела на кривые нормированной проводимости.

3.1.4 Модификация метода нормированной проводимости для разделения пространственно неоднородного распределения ПС и флуктуаций поверхностного потенциала.

3.2 Модели для описания неоднородного транзистора.

3.2.1 Моделирование подпороговых характеристик неоднородного транзистора.

3.2.2 Моделирование кривых зарядовой накачки неоднородного транзистора.

3.3 Выводы по Главе 3.

ГЛАВА 4. Экспериментальное исследование электрофизических характеристик МДП-приборов.

4.1 Исследования транзисторов методами подпороговых ВАХ и зарядовой накачки.

4.1.1 Тестовые измерения.

4.1.2 Исследование влияния лавинной инжекции.

4.1.3 Исследование крупномасштабного зарядового дефекта.

4.1.4 Исследование влияния рентгеновского и ультрафиолетового облучения.

4.1.5 Исследование МДП-структур и транзисторов, реализованных на пластине.

4.2 Исследования МДП-структур методом нормированной проводимости.

4.3 Выводы по Главе 4.

Подавляющее большинство современных микроэлектронных устройств содержат в себе структуры, использующие свойства контакта диэлектрик-полупроводник. Зависимость характеристик полупроводниковых приборов от электронных процессов на границе раздела является основной причиной появления нестабильности в их работе и необратимых изменений их параметров приводящих к полевой деградации и преждевременному выходу приборов из строя. В связи с этим изучение характеристик границы раздела диэлектрик-полупроводник (характера и распределения дефектов в окисле и на поверхности полупроводника) является актуальной научно-практической задачей.

Актуальность настоящей работы заключается в том, что предложена методика, учитывающая различные механизмы влияния неоднородностей на характеристики структур металл-диэлектрик-полупроводник. В настоящее время отсутствуют исчерпывающие модели границы раздела диэлектрик-полупроводник. Создание таких моделей в теоретическом плане даёт возможность дальнейшего развития представлений об электрофизических процессах, протекающих на границе, а в практическом плане позволяет существенным образом улучшить параметры приборов, созданных на базе таких структур.

Цель настоящей работы заключается в создании модели, наиболее полно отражающей влияние гетерогенности МФГ, созданной как вследствие различных технологических процессов, так и в результате внешних воздействий на электрофизические свойства ДП структур.

В соответствии с целью работы нами были поставлены следующие задачи:

1. Создать автоматизированную установку для измерения вольт-фарадных и вольт-сименсных характеристик.

2. Разработать методику и создать программное обеспечение для расчёта кривых нормированной проводимости и определения параметров неоднородности границы раздела в МДП-структурах.

3. Создать автоматизированную установку для измерения подпороговых характеристик и кривых зарядовой накачки МДП-транзисторов.

4. Разработать методики для разделения влияния ПС и неоднородности границы раздела диэлектрик-полупроводник на характеристики МДП-транзисторов.

5. Провести апробацию и верификацию моделей электронных процессов, учитывающих гетерогенность границы раздела полупроводник-диэлектрик.

6. Провести исследование влияния различных электрофизических воздействий на формирование ПС и флуктуаций поверхностного потенциала на границе раздела диэлектрик-полупроводник.

Научная новизна работы состоит в том, что:

1. Предложена методика корректного определения плотности поверхностных состояний при наличии пространственно неоднородного их распределения и дисперсии поверхностного потенциала на границе раздела полупроводник-диэлектрик с использованием метода нормированной проводимости.

2. Исследовано влияние различных режимов анодного окисления кремния на величину дисперсии поверхностного потенциала и плотности поверхностных состояний на границе раздела в структурах металл-диэлектрик-полупроводник.

3. Предложена методика определения значения дисперсии поверхностного потенциала и плотности поверхностных состояний в транзисторных структурах методами подпороговых вольтамперных характеристик и зарядовой накачки.

4. Предложена методика определения параметров крупномасштабного зарядового дефекта по виду кривой тока зарядовой накачки. Под таким дефектом понимается участок подзатворной области, в котором величина встроенного в окисел заряда значительно отличается от средней. Методика позволяет определить площадь деградированного участка и величину встроенного заряда.

5. Обнаружено, что лавинная инжекция горячих носителей заряда приводит к образованию крупномасштабного зарядового дефекта, причём изменение свойств границы раздела происходит не сразу, а спустя некоторое время после воздействия. Облучение рентгеновским и УФ-излучением приводит к практически мгновенному возникновению дефектов поверхности. Наличие внешнего электрического поля в процессе облучения приводит к тому, что дефекты оказываются метастабильными и наблюдается частичная релаксация структуры с течением времени к исходному состоянию.

В результате проведённых исследований были получены новые научные результаты, которые подтвердили актуальность темы и позволили сформулировать основные защищаемые положения:

1. Для определения плотности поверхностных состояний и величины дисперсии поверхностного потенциала предлагается воспользоваться методом операторных изображений. Для проверки корректности разделения предложено использовать следующие параметры кривой нормированной проводимости: положение точек максимумом и перегиба и максимальное значение производной. Данная методика чувствительна к изменению условий приготовления МДП-структур и позволяет определить плотность ПС и величину дисперсии поверхностного потенциала с точностью ~ 5%.

2. Предложена методика определения величины заряда и площади участка крупномасштабного зарядового дефекта, основанная на анализе кривой зарядовой накачки. Присутствие крупномасштабного зарядового дефекта, локализованного в окисле проявляется на кривой зарядовой накачки как наличие двух четко различимых плато.

3. При воздействии лавинной инжекцией возникает крупномасштабная область зарядовой нестабильности с характерным временем релаксации ~ 105 с.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. Разработана и создана автоматизированная установка для измерения вольт-фарадных и вольт-сименсных характеристик структур металл-диэлектрик-полупроводник.

2. Разработано программное обеспечение для обработки кривых нормированной проводимости и определения глубины залегания электронных состояний в диэлектрике и величины дисперсии поверхностного потенциала на основе анализа характерных точек кривой и метода преобразования Фурье.

3. Разработана и создана автоматизированная установка для измерения подпороговых характеристик и кривых зарядовой накачки.

4. Разработано программное обеспечение для расчета параметров неоднородности границы раздела при помощи метода зарядовой накачки.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на всероссийской конференции «Физика полупроводников и полуметаллов», (г. Санкт-Петербург, 4-6 февраля 2002 г.); на V всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлек-тронике, (г. СПб, 2-5 декабря 2003); на VII международной конференции «Физика в системе современного образования», (г. СПб, 14-18 октября 2003); на VIII международной конференции «Физика в системе современного образования», (г. СПб, 29 мая - 3 июня 2005); на XI всероссийской научной конференции студентов физиков и молодых ученых, (г. Екатеринбург, 24-31 марта 2005 г.); на конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной физики» (Демидовские чтения), (г. Москва, 25-28 февраля 2006 г.).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 10 научных работах, включая 2 статьи и 8 тезисов докладов.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 119 страницах, проиллюстрирована 75 рисунками. Список цитируемой литературы содержит 112 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.

Основные результаты и выводы работы могут быть обобщены следующим образом:

1. Разработаны и созданы автоматизированные установки для измерения кривых нормированной проводимости МДП-структур, подпороговых ВАХ и кривых зарядовой накачки полевых транзисторов. Разработано программное обеспечение для проведения измерений и обработки экспериментальных результатов. Создана установка для анодного окисления кремния.

2. Предложена методика разделения влияния заглубления электрически активных состояний и флуктуаций поверхностного потенциала МДП-структур, основанная на анализе функциональных точек кривой нормированной проводимости. Показано, что флуктуации ПП и наличие крупномасштабного зарядового дефекта в окисле влияют на форму кривой зарядовой накачки.

3. Обнаружено, что предварительная гомогенизация поверхности приводит к уменьшению величины дисперсии поверхностного потенциала. Окисление образцов в комбинированном режиме приводит к уменьшению величины плотности ПС по сравнению с гальваностатическим режимом, при этом значение дисперсии поверхностного потенциала не изменилось. Низкотемпературный отжиг уменьшает величину плотности ПС, но не меняет значение дисперсии поверхностного потенциала и размера области пространственного распределения ПС.

4. Увеличение плотности тока окисления приводит к образованию структуры с меньшей плотностью ПС, и более высоким значением дисперсии потенциала за счёт неравномерного распределения ПС и заряда в окисле.

5. Показано, что ток зарядовой накачки, измеренный сразу после воздействия лавинной инжекцией возрастает незначительно по сравнению с исходным (на 5-15%). Дальнейшая выдержка структуры при комнатной температуре в течение суток приводит к возрастанию тока по сравнению с исходным на 3050%. Возможно, на этот процесс оказывают влияние внутренние поля, созданные в результате появления встроенного заряда, причём полевое воздействие локализуется в области стока. Относительная площадь дефектного участка составляла-30% площади всей исследуемой подзатворной области.

6. Величины плотности ПС и заряда в окисле возрастают сразу же после воздействия рентгеновским и ультрафиолетовым облучением и в дальнейшем не изменяются. При УФ облучении с подачей напряжения на затвор транзистора, происходит более сильное накопление заряда, по сравнению с облучением без напряжения, с последующим уменьшением величины захваченного заряда после релаксации образца в течение - 105 с.

Заключение.

В процессе работы созданы экспериментальные установки для исследования МДП-структур методом нормированной проводимости и МДП-транзисторов методами подпороговых ВАХ и зарядовой накачки. Разработано программное обеспечение для проведения измерений и обработки полученных результатов.

Создана установка для анодного окисления кремния в различных режимах: гальвано-статическом и вольт-статическом. Отработана методика предварительной подготовки кремниевых пластин и получения МДП-структур на их базе путем анодного окисления с последующим напылением в вакууме металлических электродов.

В результате моделирования кривых нормированной проводимости обнаружено, что расстояние между положением максимума кривой и точки перегиба уменьшается с увеличением заглубления электронных состояний и увеличивается с возрастанием флуктуаций потенциала. Производная в точке перегиба имеет максимальное значение, и её величина также принята в качестве характерного параметра. Максимальное значение производной уменьшается как с увеличением глубины залегания состояний d, так и при увеличении среднеквадратичной флуктуации as. Для вычленения вклада флуктуаций можно воспользоваться операционным методом, состоящем в получении алгебраических соотношений для операторных изображений, нахождении из них изображения искомой функции и определения по нему оригинала. Данная методика позволяет численно определить значение глубины залегания электронных состояний и флуктуаций поверхностного потенциала при условии одновременного их влияния на величину проводимости.

В процессе решения поставленных задач проведено моделирование влияния ПС, флуктуаций ПП и крупномасштабного зарядового дефекта на подпороговые ВАХ и кривые зарядовой накачки МДП-транзисторов. Обнаружено, что флуктуации ПП влияют на размытие боковых граней кривой зарядовой накачки. Beличина этого размытия, в единицах площади используется в качестве численного параметра при определении величины дисперсии поверхностного потенциала. Присутствие крупномасштабного зарядового дефекта в окисле, проявляется на CP-кривой как наличие двух четко различимых плато. Для определения величины заряда и площадей дефектного участка используются максимальный ток участков и напряжение, соответствующее значению CP-тока, равного половине максимального для данного участка.

Предварительная гомогенизация при анодном окислении приводит к уменьшению величины дисперсии потенциала. Для таких образцов величина заглубления электронных состояний в окисел оказалась достаточно малой. Переход в конце окисления с гальвано-статического на вольт-статический режим приводит к уменьшению величины плотности ПС по сравнению с чистым гальвано-статическим режимом, значения дисперсии потенциала и заглубления состояний в окисел практически не изменяется. Низкотемпературный отжиг уменьшает величину плотности ПС, но не значения флуктуаций поверхностного потенциала и глубину залегания ПС в диэлектрик. Увеличение плотности тока окисления приводит к образованию структуры с меньшей плотностью ПС, но более высоким значением дисперсии потенциала за счёт неравномерного распределения ПС и заряда в окисле.

При воздействии лавинной инжекцией изменение характеристик МДП-транзисторов происходит не сразу, а со временем, при комнатной температуре. Видимо на этот процесс оказывают влияние внутренние поля, образовавшиеся в результате появления встроенного заряда. Полевое воздействие локализовано в определенной области. Обнаружено наличие области крупномасштабного зарядового дефекта в окисле, что проявляется на кривой зарядовой накачки как присутствие двух чётко различимых плато. При этом относительная площадь дефектного участка составляла -30% площади всей исследуемой подзатворной области. Для более подробного изучения обнаруженной особенности измерялись кривые зарядовой накачки стандартным методом, и при отключенном стоке. Величина области дефекта при отключении стока увеличилась до 50% от всей площади подзатворной области, дающей вклад в ток Icp.

Воздействие рентгеновским и ультрафиолетовым облучением приводит к быстрому увеличению Nss и Qox- При УФ облучении с подачей напряжения на затвор транзистора, происходит более сильный сдвиг кривых (подпороговых и зарядовой накачки), по сравнению с облучением без напряжения. У транзисторов, облученных с подачей напряжения, наблюдалось уменьшение величины захваченного заряда при измерениях после релаксации в течение суток.

1. Agu М. A nonstationery time-series having 1/f-type power spectrum. J. Phys. Soc. Jap. - 1976. -t.40, - №2, - c. 1510-1511.

2. Ancona M.G., Saks N.S. Numerical simulation of 3-level charge pumping. J. Appl. Phys. - 1992, - t.7 1, - №9, - c.4415-4421.

3. Antonova I.V., Kagan M.S., Polyakov V.I., Golik L.L., Kolodzey J. Effect of interface states on population of quantum well in SiGe/Si structures. Phys. stat. sol.(c) -2005, - t.2, - №6, - c. 1924-1928.

4. Bano E., Ouisse Т., Di Ciocco L., Karmann S. Surface potential fluctuations in metal-oxide-semiconductor capacitors fabricated on different silicon carbide polytypes. Appl. Phys. Lett., - 1994, - т.65, - №21, - c.2723-2724.

5. Berglund C.N. Surface states at steam grown silicon-silicon dioxide interface IEEE Trans on ED - 1966, - t.ED- 13, - № 10, - c.701 -705.

6. Brews J. R. Theory of the carrier-density fluctuations in an IGFET near threshold. -J. Appl. Phys. 1975, -t.46, - №5, - c.2181-2192.

7. Brews J. R. Carrier-density fluctuations and the IGFET mobility near threshold. J. Appl. Phys. - 1975, - t.46, - №5, - c.2193-2203.

8. Brophy JJ. Statistic of 1/f-noise. Phys Rev. 1968. - т. 166, - №3, - c.827-831.

9. Brown D.M., Ghezzo M., Kretchmer J., Downey Е., Pimbley J., Palmour J.W. SiC MOS interface characteristics. IEEE Trans. Electron Dev. - 1994, - t.ED-41, -c.618-624.

10. CAMAC. Organization of Multi-Crate System. // Euratom Report, EUR-4600e, 1971.

11. Castagne R., Vapaille Q. Description of the Si02-Si interface properties by means of very low frequency MOS capacitance measurements. Surf. Sci. 1971, -т.28, -c.157-193.

12. Chakraborty G., Chattopadhyay S., Sarkar C.K., Pramanik C. Tunneling current at the interface of silicon and silicon dioxide partly embedded with silicon nanocrystals in metal oxide semiconductor structures. J. Appl. Phys. 2007, - т. 101, -024315(6p.).

13. Chiu F.-C. Interface characterization and carrier transportation in metal/Hf02/silicon structure. J. Appl. Phys. -2006,-т. 100,- 114102(5p.).

14. Crocombette J.-P., Dumazer G., Hoang N.Q., Gao F., Weber W.J. Molecular dynamics modeling of the thermal conductivity of irradiated SiC as a function of cascade overlap. J. Appl. Phys. -2007, т. 101, - 023527(5p.).

15. Crunthaner F.J., Crunthaner P.J. Chemical and electronic structure of the Si/Si02 interface. Mater. Sci. Rep. 1986, -т.1, -№2-3, - c.65.

16. Das N.C., Nathan V. Hot carrier degradation in MOSFETs: a chrage pumping study. Semicond. Sci. Technol. 1993, -т.8, -c.549-554.

17. Duval E., Lheurette E., Ketata K., Ketata M. Determination of slow- and fast-state distributions using high-temperature conductance spectroscopy on MOS-structures. Semicond. Sci. Technol.-2001,-t.16,-c.L57-L63.

18. Fahrner W., Goetzberger A. Energy dependence of electrical properties of interface states in Si-Si02 interfaces. Appl. Phys. Lett. 1970, - т. 17, - с. 16.

19. Greenstein L.I., Brophy J.J. Influence of lower cutoff frequency on the measured variance of 1/f-noise. J. Appl. Phys. 1969, - т.40, - №2, - c.682-685.

20. Hofmann F., Hansch W. The charge pumping method: experiment and complete simulation. J. Appl. Phys. 1989, -т.66, -№7, - c.3092-3096.

21. Hooge F.N. Discussion of recent experiments of 1/f-noise. Physica, 1972, - т.60, -№1,-с.130-144.

22. Hung К. K., Cheng Y.C. Characterization of Si-Si02 interface traps in^>-metal-oxide-semiconductor structures with thin oxides by conductance technique. J. Appl. Phys. 1987, - t.62, - №15, - c.4204-4211.

23. Jiang W., Zhang Y., Engelhard M.H., Weber W.J., Exarhos G.J., Lian J., Ewing R.C. Behavior of Si and С atoms in ion amorphized SiC. J. Appl. Phys. -2007,-т. 101, -023524(9p.).

24. Johnson N.M., Bartelink D.J., Schulz M., in The Physics of Si02 and Its Interface, / edited by S. T. Pantelides // Pergamon, New York, 1978, c.421-427.

25. Jupina M.A., Lenahan P.M. Spin dependent recombination: A hyperfine study of radiation-induced Рь centers at the Si/Si02 interface. IEEE Trans. Nucl. Sci. 1990, t.NS-37, - №6, - с. 1650-1657.

26. Khanna V. K. Physics of carrier-transport mechanisms and ultra-small scale phenomena for theoretical modeling of nanometer MOS-transistors from diffusive to ballistic regimes of operation. Physics Reports, 2004, - 398, - c.67-131.

27. Khosru Q.D.M., Yasuda N., Taniguchi K., Hamaguchi C. Spatial distribution of trapped holes in Si02. J. Appl. Phys. 1994. - т.76. - №8. - c.4738-4742.

28. Klausmann E. / in Insulating Films on Semiconductors, 1981 // edited by M. Schulz and G. Pensl, т.7 of Springer Series / in Electrophysics // Springer, Berlin, 1981, -c.169-173.

29. Knipp D., A.Benor, V.Wagner, T. Muck. Influence of impurities and structural properties on the device stability of pentacene thin film transistors. J. Appl. Phys. 2007-т.101,-044504 (6 p.).

30. Kretinin A.V., Roshko S.H., Savchenko A.K., Mayorov A.S., Kvon Z.D. 1/f noise near the "metal-to-insulator transition" in the 2DEG in a Si-MOSFET. Phys. stat. sol.(c) 2006, - т.З, - №2, - c.339-342.

31. Kuhn M. A quasistatic technique for MOS C-V and surface state measurements. Solid-State Electron 1970, - т. 13, - c.873.

32. Lehovec K. Frequency dependence of the impedance of distributed surface states in MOS structures. Appl. Phys. Lett. 1966. - т.8. - c.48-50.

33. Lenahan P.M., Dressendorfer P.V. Hole traps and trivalent silicon centers in metal/oxide/silicon devices. J.Appl.Phys. Issue 10, 1984, - т.55, - №10, - p.3495-3499.

34. Lonergan M.C., Jones F.E. Calculation of transmission coefficients at nonideal semiconductor interfaces characterized by a spatial distribution of barrier heights. Journal of chem. phys. -2001, -т.115, -№1, c.433-445.

35. Macdonald D., Cuevas A. Validity of simplified Shockley-Read-Hall statistics for modeling carrier lifetimes in crystalline silicon. Phys. Rev. B. 2003, - т.67, -075203(7 pages).

36. Munteanu D., Carval G.L., Guegan G. Impact of technological parameters on non-stationary transport in realistic 50 nm MOSFET. Solid State Electron. 2002, - т.46, — c.1045—1050.

37. Nakhmanson R.S., Sevastianov S.V. Charge fluctuation in Si02-Si interface. Int. J. Electronics. 1984, - т.57, - №3, - c.379-389.

38. Nicollian E. H. and J. R. Brews, MOS Physics and Technology. / Wiley, New York, 1982,-928c.

39. Nicollian E.H., Goetzberger A. The Si-Si02 interface electrical properties as determined by the metal-insulator-silicon conductance technique. Bell Syst. Tech. J. -1967.-Т.46.-С.1055-1133.

40. Nicollian E.H., Goetzberger A., Lopez A.D. Expedient method of obtaining interface state properties from MIS conductance measurements. Sol. St. Electron. -1969. -t.12. c.937-944.

41. Overstraeten R.J.Van, G.Declerck, G.L.Broux. The influence of surface potential fluctuations on the operation of the MOS transistor in weak inversion. IEEE transactions on electron devices. - 1973, -t.ED-20, -№12, - c.l 154-1158.

42. Overstraeten R.J.Van, Declerck G., Muls P.A. Theory of the MOS transistor in weak inversion new method to determine the number of surface states. IEEE Trans. Electron Dev. - 1975, - t.ED-22, - №5, - c.282-288.

43. Palmour J.W., Kong H.S., Davis R.F. Characterization of Device Parameters in High-Temperature Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors in beta-SiC Thin Films J. Appl. Phys. -1988, т.64, - c.2168-2177.

44. Putterman S. Mode coupled fluctuations and 1/f-noise. Phys. Rev. Lett. 1977. -T.39, - №10, - c.585-587.

45. Py M.A., Zellweger C., Wagner V., Carlin J.-F., Buehlmann H.-J., Ilegems M. Characterization of deep levels in n-GaN by combined capacitance transient techniques. Phys. stat. sol. (a) 2005, - т.202, - №4, - c.572-577.

46. Reshchikov M.A., Xie J., He L., Gu X., Moon Y.T., Fu Y., Morkos H. Effect of potential fluctuation on photoluminescence in Mg-doped GaN. Phys. stat. sol. (c) -2005, t.2, - №7, - c.2761-2764.

47. Saxena M., Haldar S., Gupta M., Gupta R.S. Modeling and simulation of asymmetric gate stack (ASYMGAS) MOSFET. Solid State Electronics. - 2003, - т.47, - №11, -c.2131-2134.

48. Schuegraf K.F., Ни С. Reliability of Thin Si02. Semicond. Sci. Technol. 1994, -t.9.-c.989-1004.

49. Schiirmann M., Dreiner S., Berges U., Westphal C. Investigation of carbon contaminations in Si02 films on 4H-SiC (0001). J. Appl. Phys. 2006, - т. 100, -113510(6p.).

50. Shim S.I., Kwon Y.S., Kim S.I., Kim Y.T., Park J.H. Fabrication of MFISFETs with Pt/SrBi2Ta209/Y203/Si gate structure by developing an etch-stop process. Phys. stat. sol. (a) 2004, - т.201,- №10, - c.R65-R68.

51. Shokley W., Read W.T. Statistics of the recombinations of holes and electrons. Phys. Rev. 1952, -t.87, - c.835-842.

52. Simeonov S., Yourukov I., Kafedjiiska E., Szekeres A. Inter-trap tunneling in thin Si02 films. Phys. stat. sol. (а)-2004,-т.201,-№13,-с.2966-2979.

53. Simmons J.G., Wei L.S. Theory of dynamic charge current and capacitance characteristics in MIS systems containing distributed surface traps. Solid-State Electronics 1973, - T.16, - c.53-66.

54. Smith J.W.H., I.G.Hill. Influence of Si02 dielectric preparation on interfacial trap density in pentacene-based organic thin-film transistors. J. Appl. Phys. 2007, -т.101,-044503(6 p.),.

55. Szekeers A., Alexandrova S., Modreanu M. Capacitance-Voltage Characterization of LPCVD-Silicon oxynitride Films. Physica status solidi (a) 2001, - т. 187, - №2, -c.493-498.

56. Takeuchi K., Koh R., Mogami T. A study of the threshold voltage variation for ultra-small bulk and SOI CMOS. IEEE Trans. Electron Devices 2001, - т.48, - с. 19952001.

57. Tanner C.M., Choi J., Chang J.P. Electronic structure and band alignment at the Hf02/4H-SiC interface. J. Appl. Phys. 2007, - т.101, - 034108 (7p.).

58. Teraird С., Cakar M., Turut A., Onganer Y. Low- and high-frequency C-V characteristics of the contacts formed by sublimation of the nonpolymeric organic compound on p-type Si substrate. Phys. stat. sol, (a) 2004, - т.201, - №14. - c.3077-3086.

59. Terman L.M. An Investigation of Surface States at a Silicon/Silicon Oxide Interface Employing Metal-Oxide-Silicon Diodes. Sol St Electron 1962, - т.5, - c.285-299.

60. Tredwell T. J., Viswanathan C.R. Determination of interface-state parameters in a MOS capacitor by DLTS. Solid-State Electron. 1980,-т.23,-с.1171-1178.

61. Tsutsui M., Saitoh W., Yamazaki K., Asada M. Proposal and analysis of coupled channel tunneling FET with new heterostructures on silicon. Sol. St. El -1998, -т.42,-с. 1547-1551.

62. VonHaartman M., Ostling M. Effect of channel positioning on the 1/f noise in sili-con-on-insulator metal-oxide-semiconductor field-effect transistors. J. Appl. Phys. -2007, т. 101, - 034506(4p.).

63. Wang K.L., Evwaraye A.O. Determination of interface and bulk-trap states of IG-FET's using deep-level transient spectroscopy, J. Appl. Phys. 1976, -т.47, -c.4574-4577.

64. Woltjert R., Hamada A., Takeda E. PMOSFET hot-carrier damage: oxide charge and interface states. Semicond. Sci. Technol. 1992, -т.7, - C.B581-B584.

65. Xiong K., J.Robertson, S.J.Clark. Defect energy states in high-K gate oxides. Phys. stat. sol. (b) 2006, - т.243, - №9, - c.2071-2080.

66. Yasuda Y., Takamiya M., Hiramoto T. Separation of effects of statistical impurity number fluctuations and position distribution on Ута fluctuations in scaled MOS-FETs. IEEE Trans. Electron Devices 2000, - т.47, - с. 1838-1842.

67. Zolnai Z., Ster A., Khanh N.Q., Battistig G., Lohner Т., Gyulai J. Damage accumulation in nitrogen implanted 6H-SiC: Dependence on the direction of ion incidence and on the ion fluency. J. Appl. Phys. 2007, - т. 101, - 023502(1 lp.).

68. Аронзон Б.А., Веденеев A.C., Панферов A.A., Рыльков В.В. Мезоскопические флуктуации проводимости при обеднении встроенного канала полевого транзистора. Физика и техника полупроводников 2006, - т.40, - №9, - с. 10821086.

69. Арсенид галлия в микроэлектронике / Под ред. Н.Айнспрука, У.Уиссмена. М.: Мир, 1988.-556 с.

70. Бехштейн Ф., Эндерлайн Р. Поверхности и границы раздела полупроводников. / М.: Мир, 1990,-484 с.

71. Бондаренко В.Б., Кузьмин М.В., Кораблев В.В. Анализ естественных неоднородностей потенциала у поверхности полупроводника. ФТП 2001, - т.35, -№7, - с.964-968.

72. Бормонтов Е.Н., Левин М.Н., Вялых С.А., Борисов С.Н. Теория планарно-неоднородного транзистора в области слабой инверсии. Методика определения поверхностных параметров. Журнал технической физики 2001, - т.71, - №2, -с.61-66.

73. Бормонтов Е.Н., Левин М.Н., Гитлин В.Р., Меньшикова Т.Г., Татаринцев А.А. Влияние радиационного воздействия на характеристики МДП-транзистора. Письма в ЖТФ 2004, - т.30, - №9, - с.73-81.

74. Бормонтов Е.Н., Лукин С.В. Исследование приграничных состояний в МДП-структурах одночастотным методом адмитанса. ЖТФ 1997, - т.Ы, - №10, -с.55-59.

75. Васильева Е.Д., М.Н.Колотов, М.В.Нахимович, В.И.Соколов. Зарядовые состояния переходной области Si-SiC>2 при радиационной и термополевой обработке. Микроэлектроника 2000, - т.29, - №1, - с.27-31.

76. Верлань А.Ф., Сизиков B.C. Методы решения интегральных уравнений с программами для ЭВМ. / Киев, 1978, 288 с.

77. Гергель В.А., Якупов М.Н. Квазигидродинамическая модификация приближения плавного канала в теории МОП-транзистора. ФТП 2005, - т.39, - №10, -с.1246-1251.

78. ГОСТ 26.003-80. Система интерфейса для измерительных систем с байт-последовательным, бит-параллельным обменом информацией. Требования к совместимости.

79. Гуртов В.А. Твердотельная электроника. / М, Техносфера, 2005, 408 с.

80. Гуртов В.А. Электронные процессы в структурах металл-диэлектрик-полупроводник. / Петрозаводск, 1984, 114 с.

81. Гусинский А.В., Кострикин A.M., Ворошень В.А. и др. Информационно-измерительные системы: Учебное пособие по практическим занятиям для студ. метролог, и радиотехн. спец. всех форм обучения. В 2 ч. Ч. 1 / Мн.: БГУИР, 2003.-40 с.

82. Демиховский В.Я. Квантовые ямы, нити, точки: Что это такое? Соросовский Образовательный Журнал 1997, -№ 5. - с.80-86.

83. Жарких Ю.С. Электрофизические характеристики неоднородных МДП-структур. / Киев, 1980, 28 с.

84. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. / М.: Мир, 1984. ч. 1. 456 с.

85. Зубков В.И., Ким Х.Е., Копылов А.А., Соломонов А.В. Нестационарная емкостная спектроскопия глубоких уровней в полупроводниковых твердых растворах: Метод определения функции плотности состояний. ФТП. 1991, - т.25, -№12,-с.2163-2167.

86. Казанский А.Г., Мелл X., Теруков Е.И., Форш П.А. Влияние температуры на фотопроводимость и кинетику её спада в микрокристаллическом кремнии. ФТП т.35, - №8, - с.991-994.

87. Кириллова С.И., Примаченко В.Е., Серба А.А., Чернобай В.А. Система дискретных электронных состояний на границе раздела Si(100)-Si02. Микроэлектроника 2000, - т.29, - №5, - с.390-394.

88. Ковчавцев А.П. Анализ спектра поверхностных состояний на границе раздела Si-Si02 в МДП-структурах со сверхтонким окислом методом нормированной проводимости. / Новосибирск, препринт 12-78, 1978 г, 24 с.

89. Курышев Г.Л., Ковчавцев А.П., Валишева Н.А. Электронные свойства структур металл-диэлектрик-полупроводник на основе InAs. ФТП 2001, - т.35, - №9, -с.1111-1119.

90. Куценко А.В., Полосьянц Б.А., Ступин Ю.В. Мини-ЭВМ в экспериментальной физике. / М. Атомиздат, 1975, 286с.

91. Левин М.Н., Бормонтов Е.Н., Татаринцев А.В., Гитлин В.Р. Нестационарная спектроскопия поверхностных состояний в режиме постоянного подпорогового тока МДП-транзистора. ЖТФ 1999, - т.69, - №8, - с.60-64.

92. МакУортер А. Шумы l/f-типа и свойства поверхности германия. В кн.: физика поверхности полупроводников. / М. изд. Иностр. Лит. 1959,-263-289 с.

93. Назаров А.И., Листопадов Ю.М. Метод зарядовой накачки и его применение для исследования деградации МДП-транзисторов. Микроэлектроника 1994, -т.23, - №4, - с.66-73.

94. Назаров А.И., Листопадов Ю.М., Сергеев М.С. Исследование неоднородной деградации МДП-транзисторов методом зарядовой накачки. Микроэлектроника -1994, т.23, - №4, - с.74-79.

95. Нортон П. Персональный компьютер фирмы IBM и операционная система MS-DOS./М.: Радио и связь, 1991,-416 с.

96. Овсюк В.Н. Электронные процессы в полупроводниках с областями пространственного заряда. / Новосибирск: Наука, 1984. 254 с.

97. Ржанов А.В. Электронные процессы на поверхности полупроводников. / М, Наука, 1971,-480 с.

98. Федоренко Я.Г., Малинин А., Свердлова A.M. Исследование динамических характеристик раздела полупроводник-диэлектрик. ФТП 1998, - т.32, - №11, -с.1337-1342.

99. Финогенов К.Г. Программирование измерительных систем реального времени. / М: Энергоатомиздат, 1990, 256 с.

100. Урицкий В.Я., А.Ю.Савенко. Перспективная конструкция МДП-транзистора с составным каналом и с верхним и нижним или двойным составным затвором. Микроэлектроника 2006, - т.35, - №4, - с.255-261.

101. Шалимова К.В. Физика полупроводников. / М, Энергия, 1976, 417 с.

102. Эфендиева И.М., Абдуллаева Л.К., Шарбатов В.Х., Алдунтал Ш. Флуктуации потенциала диодов (Al-TiW+PtSi)-nSi. Fizika-riyaziyyat vs texnika elmbri seri-yasi, fizika vs astronomiya 2006, - №2, - c.l 15-118.

103. Яшин A.H. Применимость упрощённой модели Шокли-Рида-Холла для полупроводников с различными типами дефектов. ФТП 2005, - т.39, -№11,-с.1331-1335.

104. Список публикаций Статьи и тезисы докладов:

105. Автоматизированная установка для исследования характеристик МДП-транзисторов. Яковлев Р.А., Климов И.В., Листопадов Ю.М. Приборы и техника эксперимента, М, «Наука», №2, 2004, с. 166.

106. Автоматизация измерений проводимости и вольт-фарадных характеристик. Яковлев Р.А., Авдеев Н.А., Климов И.В. Тезисы докладов всероссийской конференции «Физика полупроводников и полуметаллов», СПб, 2002, с. 201.

107. Определение спектра поверхностных состояний на границе раздела полупроводник диэлектрик с учётом влияния гетерогенности в структурах МДП. Яковлев Р.А. Аннотации работ по грантам VII Санкт-Петербургской ассамблеи молодых учёных и спец. СПб, 2002, с. 31.

108. Использование метода аппроксимации цифрового сигнала в системе инженерного образования. Яковлев Р.А., Авдеев Н.А., Тулаев В.В. Тезисы докладов международной конференции «Физика в системе современного образования», СПб, 2003.

109. Применение метода регуляризации для расчета спектра поверхностных состояний границы раздела полупроводник-диэлектрик. Яковлев Р.А., Авдеев Н.А., Гуртов В.А. Тезисы докладов конференции «Физика в системе современного образования», СПб, 2005.

110. Влияние неоднородностей границы раздела на характеристики МДП-транзисторов. Яковлев Р.А. Тезисы докладов конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной физики» (Демидовские чтения), Москва, 2006, с. 124.