Диссертация (1025135), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Врамках метода разработана модель, описывающая изменение зарядового состояния МДП-структур как в режиме заряда емкости, так и в режиме инжекцииносителей заряда, позволяющая выбирать оптимальный алгоритм токовоговоздействия и повышать точность измерений.2. Показано, что при высоких плотностях инжекционного тока контрольхарактеристик накапливаемого в подзатворном диэлектрике заряда методомуправляемой токовой нагрузки необходимо проводить по изменению напряжения на МДП-структуре, контролируемого при измерительной амплитуде инжекционного тока много меньшей амплитуды стрессового тока.3. Установлено, что отрицательный заряд, накапливающийся в плёнкеФСС в структурах с двухслойным подзатворным диэлектриком SiO2-ФСС как впроцессе сильнополевой туннельной инжекции электронов, так и при электронном облучении, может использоваться для модификации МДП-приборов.Показано, что применение сильнополевой инжекции электронов для модификации зарядового состояния МДП-структур предпочтительнее использованияэлектронного облучения, поскольку появляется возможность индивидуальнойкоррекции характеристик каждого прибора и при определенных режимах сильнополевой инжекции можно значительно снизить сопутствующие деградационные процессы.4.
Показано, что применение двухслойного подзатворного диэлектрикаSiO2-ФСС с концентрацией фосфора в пленке ФСС 0,4‒0,9 % позволяет повы-142сить среднюю величину заряда, инжектированного в диэлектрик до его пробояи уменьшить количество дефектных структур с малым значением заряда, инжектированного до пробоя. Этот эффект объясняется залечиванием «слабыхмест» в подзатворном диэлектрике за счет накопления в нём отрицательногозаряда и, как следствие, повышения барьера и уменьшения величины локальных инжекционных токов.5.
Исследование МДП-структур на основе диэлектрических пленок SiO2Hf0.8Al0.2Ox показало, что энергетическое распределение электронов, захватываемых в Hf0.8Al0.2Ox, лежит в диапазоне 1,5 ÷ 3,5 эВ и, следовательно, на основе таких структур могут создаваться элементы флэш-памяти.6. Анализ энергетического распределения электронов в межзатворномдиэлектрике на основе алюмината гафния в элементах энергонезависимой памяти с Si/TiNx и Si/Ru гибридными плавающими затворами позволил определить, что оба типа образцов имеют близкую энергию фотоионизации, равную~2,8 эВ.
Эта энергия сопоставима с величиной энергетического барьера междууровнем Ферми метала в гибридном плавающем затворе (TiNx или Ru) и дномзоны проводимости Hf0.8Al0.2Ox.7. Проанализированы различные способы формирования high-k диэлектриков на основе оксида гафния и их влияние на плотность и энергетическиераспределение электронных ловушек в диэлектрической пленке.Предложены рекомендации по совершенствованию технологического процессаформирования подзатворного диэлектрика КМДП интегральных микросхем наАО «Восход» – Калужский радиоламповый завод и АО «ОКБ Микроэлектроники» (г.
Калуга).143Список литературы1.Engström O. The MOS System // Cambridge University Press, 2014. 355 p.2.Sze S. M, Lee M. K. Semiconductor Devices. Physics and Technology// John Wiley & Sons Singapore Pte. Ltd., 3rd ed., 2013. 582 p.3.Strong W. A., Wu E. Y., Vollertsen R.P., Suñé J., Rosa G.L., Rauch III S.E.,Sullivan T. D. Reliability Wearout Mechanisms in Advanced CMOSTechnologies // Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., 2009.624 p.4.Yeo Y. C., King T.
J., Hu C. MOSFET Gate Leakage Modeling andSelection Guide for Alternative Gate Dielectrics Based on LeakageConsiderations // IEEE Transactions on Electron Devices, 2003. Vol. 50.No. 4. P. 1027–1035.5.Vasileska D., Goodnick S. M. Computational Electronics // Morgan &Claypool Publishers, 2006. 207 p.6.Ranuárez J. C., Deen M. J., Chen C. H. A review of gate tunneling currentin MOS devices // Microelectronics Reliability, 2006.
Vol. 46. P. 1939–1956.7.Fowler R. H., Nordheim L. Electron emission in intense electric fields// Proc. R. Soc. London, Ser. A., 1928. Vol. 119. P. 173.8.Gundlach K. Zur Berechnung des Tunnelstroms durch eine TrapezförmigePotentialstufe // Solid-State Electronics, 1966. Vol. 9. P.
949–957.9.Blank O., Reisinger H., Stengl R., Gutsche M., Wiest F., Capodieci V.,Schulze J., Eisele I. A model for multistep trap-assisted tunneling in thinhigh-k dielectrics // J. Appl. Phys., 2005. Vol. 97. P. 044107.10. Wong H. Nano-CMOS Gate Dielectric Engineering // CRC Press, 2012.234 p.11. Good R. H., Müller E. W. Encyclopedia of Physics // Springer, 1956.Vol. 21, 176 p.144 12.
Jegert G. C. Modeling of Leakage Currents in High-κ Dielectrics // Ph.D.dissertation. Technische Universität München. Institut für Nanoelektronik,2011. 156 p.13. Xiong K., Robertson J., Clark S. J. Defect energy states in high-K gateoxides // Phys. Stat. Sol. B, 2006. Vol. 243. No. 9. P. 2071‒2080.14. Arnold D., Cartier E., DiMaria D. J. Theory of high-field electron transportand impact ionization in silicon dioxide // Phys. Rev.
B, 1994. Vol. 49. No.15. P.10278‒10297.15. Lombardo S., Stathis J.H., Linder P., Pey K.L., Palumbo F., Tung C.H.Dielectric breakdown mechanisms in gate oxides // J. Appl. Phys., 2005.Vol. 98. P. 121301.16. Gadiyak G. V. Hydrogen redistribution in thin silicon dioxide films underelectron injection in high field // J. Appl. Phys, 1997. Vol. 82. No. 11.P. 5573‒5579.17. Nonvolatilememorytechnologieswithemphasisonflash:AComprehensive Guide to Understanding and Using Flash Memory Devices.Edited by J. E.
Brewer and M. Gill Copyright // The Institute of Electricaland Electronics Engineer, 1st Edition, 2008. 792 p.18. Гриценко В. А., Тысченко И. Е., Попов В. П., Перевалов Т. В.Диэлектрики в наноэлектронике // Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2010.258 с.19. Sharma Y. K., Xu Yi., Jennings M. R., Fisher C., Mawby P., Feldman L. C.,Williams J. R.Improved Stability of 4H SiC-MOS Devices afterPhosphorous Passivation with Etching Process // IJFPS, 2014. Vol. 4. No.2. P. 37‒42.20.
Balk P., Eldridge J. M. Phosphosilicate glass stabilization of FET devices// Proc. of the IEEE, 1969. Vol. 57. P. 1558‒1563.21. Красников Г. Я., Зайцев Н. А. Система кремний-диоксид кремниясубмикронных СБИС // М.: Техносфера, 2003. 384 с.145 22. Андреев В. В., Барышев В. Г., Бондаренко Г. Г., Столяров А.
А.,Шахнов В. А. Зарядовая деградация МДП-систем с термическимоксидом кремния, пассивированным фосфорно-силикатным стеклом,при высокополевой туннельной инжекции // Микроэлектроника, 1997.№ 6. с. 640‒646.23. Bondarenko G. G., Andreev V. V., Maslovsky V. M., Stolyarov A. A.,Drach V. E. Plasma and injection modification of gate dielectric in MOSstructures // Thin solid films, 2003.
Vol. 427. P. 377‒380.24. Левин М. Н., Татаринцев А. В., Макаренко В. А., Гитлин В. Р.Моделирование процессов рентгеновской корректировки пороговыхнапряжений МДП-интегральных схем // Микроэлектроника, 2006.Т. 35, № 5. С. 382‒391.25. Солдатов В. С., Соболев Н. В., Варлашов И. Б. и др. Электронныйзахват в МДП-структурах с термическим оксидом кремния притуннельной инжекции / // Изв.
вузов. Физика, 1989. № 12. С. 82‒84.26. Sharma Y. K., Ahyi A. C., Issacs-Smith T., Shen X., Pantelides S. T.,Zhu X., Feldman L. C. Phosphorous passivation of the SiO2/4H–SiCinterface // Solid-State Electronics, 2012. Vol. 68. P. 103–107.27. Andreev V. V., Bondarenko G. G., Maslovsky V.
M., Stolyarov A. A.Modification of Gate Dielectric in MOS Devices by Injection-Thermal andPlasma Treatments // Acta Phys. Pol. A, 2014. Vol. 125. No. 6. P. 1371–1373.28. Wilk G. D., Wallace R. M., Anthony J. M. High-κ gate dielectrics: Currentstatus and materials properties considerations // J. Appl. Phys., 2001. Vol.89. No. 10. P. 5243‒5275.29. Li F. M., Bayer B. C., Hofmann B. C., Dutson J. D., Wakeham S. J.,Thwaites M. J., Milne W. I., Flewitt A. J. High-k (k=30) amorphous hafniumoxide films from high rate room temperature deposition // Appl. Phys. Lett.,2011.
Vol. 98. P. 252903-1‒252903-3.146 30. Илларионов Ю. Ю. Туннельный транспорт носителей и связанные сним физические явления в структурах золото-фторид кальциякремний (111): дис. ... канд. физ.-мат. наук. Санкт-Петербург. 2015.135 с.31. Кокатев А. Н. Структура и свойства композитных покрытий на основепористых анодных оксидов алюминия и титана, модифицированныхнаночастицами Ag и γ-MnO2: автореферат ... канд. тех. наук. Москва.2013.
18 с.32. Гудзев В. В. Исследование глубоких энергетических уровней вбарьерных структурах на основе кристаллического и аморфногогидрогенизированного кремния: автореферат ... канд. физ.-мат. наук.Рязань. 2015. 20 с.33. Ribes G., Mitard J., Denais M., Bruyere S., Monsieur F., Parthasarathy C.,Vincent E., Ghibaudo G. Review on High-k Dielectrics Reliability Issues// IEEE Transactions on Device and Materials Reliability, 2005. Vol.
5. No.1. P. 5‒19.34. Carter R. J., Cartier E., Kerber A., Pantisano L., Schram T., De Gendt S.,Heyns M. Passivation and interface state density of SiO2/HfO2-based/polycrystalline-Si gate stacks // Appl. Phys. Lett., 2003. Vol. 83. No. 3. P.533‒535.35. Cheong K. Y., Moon J. H., Park T. J., Kim J. H., Hwang C. S., Kim H. J.,Bahng W., Kim N. K. Improved Electronic Performance of HfO2/SiO2Stacking Gate Dielectric on 4H SiC // IEEE Transactions on ElectronDevices, 2007. Vol.
54. No. 12. P. 3409‒3413.36. Kingon A. I., Maria J. P., Streiffer S. K. Alternative dielectrics to silicondioxide for memory and logic devices // Nature, 2000. Vol. 406.P. 1032‒1038.37. Murarka S. P., Eizenberg M., Sinha A. K. Interlayer Dielectrics forSemiconductor Technologies // Elsevier, 2003.
444 p.147 38. Kerber A., Cartier E., Pantisano L., Rosmeulen M., Degraeve R.,Kauerauf T., Groeseneken G., Maes H. E., Schwalke U. Characterization ofthe VT-instability SiO2/HfO2 Gate Dielectrics // 03CH37400. 41st AnnualInternational Reliability Physics Symposium / IEEE. Dallas, Texas: 2003.P. 41‒45.39. Morioka A., Watanabe H., Miyamura M., Tatsumi T., Saitoh M., Ogura T.,Iwamoto T., Ikarashi T., Saito Yu., Okada Yu., Watanabe H., MochidukiYa., Mogami T. High mobility MISFET with low trapped charge in HfSiOfilms // Symposium on VLSI Technology Digest of Technical Papers /IEEE. 10-12 June 2003. P.
165‒166.40. Xu Zh., Pantisano L., Kerber A., Degraeve R., Cartier E., De Gendt S.,Heyns M., Groeseneken G. A Study of Relaxation Current in High-κDielectric Stacks // IEEE Transactions on Electron Devices, 2004. Vol. 51.No. 3. P. 402‒408.41. Young C. D., Kerber A., Hou T. H., Cartier E., Brown G. A., Bersuker G.,Kim Y., Lim C., Gutt G., Lysaght P., Bennett J., Lee C.H., Gopalan S.,Gardner M., Zeitzoff P., Groeseneken G., Murto R.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
