Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Физико-математические науки
Физика полупроводников и диэлектриков

Диссертационная работа:

Гурьянов Александр Михайлович. Свойства пленочных микро- и наноструктур с диэлектрическими слоями на основе оксидов редкоземельных элементов : Дис. ... канд. физ.-мат. наук : 01.04.10 Самара, 2006 155 с. РГБ ОД, 61:06-1/775

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СОКРАЩЕНИЯ 4

ВВЕДЕНИЕ 5

1.ОКСИДЫ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И МДП-СТРУКТУРЫ
НА ИХ ОСНОВЕ 11

1.1 .Редкоземельные элементы и их свойства 11

1.2.Структура и свойства оксидов редкоземельных элементов 18

ЬЗ.МДП-структуры с диэлектрическими пленками оксидов 26

редкоземельных элементов
1 АМетодика получения диэлектрических пленок оксидов 30

редкоземельных элементов и МДП-структур
2.РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ В СТРУКТУРАХ ПЛЕНКА
ОКСИДА РЕДКОЗЕМЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА - КРЕМНИЙ И
ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ПЛЕНОК ОКСИДОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ
ЭЛЕМЕНТОВ 33

2.1.Определение структуры и состава вещества методами ядерного

микроанализа 33

2.2.Анализ распределения компонентов в структурах пленка оксида
редкоземельного элемента - кремний и элементного состава пленок
оксидов редкоземельных элементов 37

З.ЭЛЛИПСОМЕТРИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК ОКСИДОВ
РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 50

3.1 .Методика эллипсометрических измерений 50

3.2.0писание экспериментальной установки 55

3.3.Моделирование структур пленка оксида редкоземельного элемента -

кремниевая подложка и результаты эллипсометрических измерений 58

4.ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРЕМНИЕВЫХ
МДП-СТРУКТУР С ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПЛЕНКАМИ ОКСИДОВ
РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 71

4.1.Электропроводность кремниевых МДП-структур с диэлектрическими

пленками оксидов редкоземельных элементов 71

4.2.Проводимость и диэлектрические потери в кремниевых МДП-
структурах с диэлектрическими пленками оксидов редкоземельных
элементов на переменном сигнале 82

4.3.Вольт-фарадные характеристики кремниевых МДП-структур с

диэлектрическими пленками оксидов редкоземельных элементов 86

4.4.Генерационные процессы в кремниевых МДП-структурах с

диэлектрическими пленками оксида скандия 93

5.ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРЕМНИЕВЫХ
МДП-СТРУКТУР С ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПЛЕНКАМИ ОКСИДА
СКАНДИЯ 101

5.1.Определение высот энергетических барьеров на межфазных границах

МДП-структур методом внутренней фотоэмиссии 101

5.2.0пределение высот энергетических барьеров на межфазных границах
МДП-структур с диэлектрическими пленками оксида скандия по
спектральным и вольтаическим зависимостям фототока 107

6.ПРОСВЕТЛЯЮЩИЕ И ПАССИВИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК
ОКСИДА СКАНДИЯ 115

6.1 .Просветляющие покрытия 115

6.2.Оптические и просветляющие свойства пленок оксида скандия 117

б.З.Рекомбинационные свойства кремния, пассивированного пленками

оксида скандия 124

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 131

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 137

4 ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ВАХ - вольт-амперная характеристика

ВФХ - вольт-фарадная характеристика

ДМ - диэлектрик-металл

ДП - диэлектрик-полупроводник

ИМС - интегральная микросхема

МДП - металл-диэлектрик-полупроводник

МДМ - металл-диэлектрик-металл

ОПЗ - область пространственного заряда

ОРЗЭ - оксид редкоземельного элемента

ПС - поверхностные состояния

РЗМ - редкоземельный металл

РЗЭ - редкоземельный элемент

POP - резерфордовское обратное рассеяние

ЯР - ядерная реакция

Введение к работе:

Актуальность темы. Наиболее широко используемым диэлектриком при изготовлении пленочных микро- и наноструктур, структур металл-диэлектрик-полупроводник (МДП-структур), интегральных микросхем (ИМС) в настоящее время является двуокись кремния [1,2]. Двуокись кремния является естественным окислом кремниевой полупроводниковой подложки и получается высокотемпературным окислением кремния, имеет хорошие пассивирующие, защитные и маскирующие свойства, обладает высоким удельным сопротивлением и сравнительно низкой плотностью поверхностных состояний (ПС) на границе диэлектрик - полупроводник (ДП).

К существенным недостаткам двуокиси кремния, ограничивающим ее применение в качестве подзатворного диэлектрика, следует отнести низкую диэлектрическую проницаемость (є=3,9). Кроме того, при термическом окислении кремния происходит перераспределение примеси в приповерхностном слое полупроводника и увеличение числа дефектов, служащих центрами генерации-рекомбинации, что приводит к уменьшению времени жизни носителей заряда в полупроводнике. Выращенный термическим окислением кремниевой подложки, диэлектрический слой содержит большое количество микропор и не свободен от внутренних напряжений. Все это препятствует дальнейшей миниатюризации структур микроэлектроники и переходу к наноструктурам.

Для уровня технологии 90 нм в полевых транзисторах логических ИМС толщина подзатворного диэлектрика уменьшается до значений 1,2-1,8 нм [3]. При таких малых толщинах SiC>2 из-за прямого туннелирования резко возрастает ток утечки затвора, который становится больше предельно допустимого значения [4].

Многие перечисленные проблемы могут быть решены заменой двуокиси кремния на альтернативные диэлектрики (диэлектрики с высокой диэлектрической проницаемостью - high-A: dielectrics) [5].

Использование диэлектриков с высокой диэлектрической проницаемостью позволяет увеличить физическую толщину диэлектрика и, тем самым, подавить туннельные токи [4,5]. Кроме обеспечения приемлемых значений тока утечки через затвор подзатворные диэлектрики с высокой диэлектрической проницаемостью должны удовлетворять следующим требованиям [6]:

1. Образовывать качественную границу раздела ДП с низкими

значениями (<10 см" ) плотности ПС и плотности фиксированного заряда.

  1. Быть совместимыми как с поликремниевыми, так и с металлическими затворами.

  2. Иметь стабильную аморфную или поликристаллическую структуру, не изменяющуюся в результате термообработок при изготовлении ИМС.

  3. Формироваться на производительном оборудовании в процессах, совместимых с технологическими операциями КМОП технологии и имеющих приемлемую для массового производства стоимость.

Для уровней технологии 90 и 65 нм первое требование обычно выполняется нанесением пленки с высокой диэлектрической проницаемостью поверх тонкого промежуточного слоя Si02 [7-9].

В качестве диэлектриков с высокой диэлектрической проницаемостью рассматривается возможность применения диэлектрических пленок А12О3[10-12], НГО2[13-16], Zr02[17,18], ТЮ2[19], La2O3[20], Та205[21,22], Рг203[23,24], Се02[25], GdSc03, DySc03, LaSc03 [26,27] и др. Однако ни один из перечисленных диэлектриков не удовлетворяет одновременно всем приведенным выше требованиям [5,28].

Подобные работы
Родионов Максим Александрович
Свойства пленок оксидов редкоземельных элементов и кремниевых МДП-структур на их основе
Митаров Ризван Гаджимирзаевич
Теплофизические свойства халькогенидов редкоземельных элементов переменного состава
Нгуен Туан Ханг
Влияние электронного облучения и термообработки на электрические и оптические свойства кристаллов фосфида индия, легированного 3d -элементами
Менделева Юлия Алексеевна
Люминесцентные свойства слоев кремния, наноструктурированных путем облучения ионами электрически неактивных элементов
Седова Ирина Владимировна
Полупроводниковые наноструктуры CdSe/ZnSe, полученные методом молекулярно-пучковой эпитаксии: самоформирование, свойства и применение в оптоэлектронике
Хабаров Юрий Васильевич
Фотолюминесцентная спектроскопия полупроводниковых наноструктур с планарно-неоднородными слоями
Анисимов Александр Маркович
Электрофизические процессы в диспергированных электрографических слоях на основе окиси-двуокиси (Рb3О4) и полифазной моноокиси (РbОn) свинца
Спивак Юлия Михайловна
Анализ фотоприемных монокристаллических и поликристаллических слоев на основе халькогенидов свинца методами атомно-силовой микроскопии
Гамарц Андрей Емельянович
Фотолюминесценция в поликристаллических слоях на основе твердых растворов селенида свинца-селенида кадмия
Соболев Михаил Михайлович
Электронно-зондовые исследования слоев GaA3 и структур на их основе

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net