Badanie wpływu naprężeń mechanicznych na wartość napięcia wyprostowanych pasm w półprzewodniku w strukturze MOS

• Autorzy: Piskorski K.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2015.9.14

Warianty tytułu

EN

The influence of the mechanical stress on flat-band voltage in semiconductor in MOS structure

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki (14 ; 08-12.06.2015 ; Darłówko Wschodnie, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W trakcie wieloletnich badań wykazano, że naprężenia mechaniczne w dielektryku pod powierzchnią metalowej bramki struktury MOS mają wpływ na niektóre parametry elektryczne tej struktury, m.in. na napięcie wyprostowanych pasm w półprzewodniku V_FB. W wyniku wielu prac dowiedziono, zarówno bezpośrednio jak i pośrednio, że wartości lokalne napięcia V_FB mierzone na środku kwadratowej struktury są większe od wartości lokalnych tego napięcia mierzonych na krawędziach i rogach tej struktury. Za ten nierównomierny rozkład napięcia V_FB w płaszczyźnie powierzchni bramki odpowiedzialne są, wg postawionej przez nas hipotezy, naprężenia w dielektryku. W pracy przedstawiono wyniki badania wpływu tych naprężeń na wartości napięcia V_FB na podstawie pomiarów wykonanych dla różnych temperatur na różnych technologicznie strukturach MOS.

EN

It is known, that mechanical stress existing in the dielectric layer under the metal gate of the MOS structure influences some electrical parameters of this structure. Among these parameters is flat-band voltage in semiconductor V_FB. On the basis of photoelectric measurements the characteristic shape of distributions over the gate area with highest local values in the middle of the gate and smaller values at the gate corners were determined. To confirm these observations another measurement procedure consisted in determination of the average values as a function of gate dimensions (expressed as ratio R – the gate perimeter to the gate area) was performed. The average values for whole structure decreases monotonically with the ratio R. These results consistently show that for smaller gates the influence of gate edges on the measured average parameter values is larger. In order to support our hypothesis that observed characteristic V_FB distribution are caused by mechanical stress the following investigations were proposed. Measurements of the V_FB = f(R) dependences on structures with different gate dimensions and gate thicknesses for wide range of temperatures were carried out. It was shown, that for higher temperatures the amplitude of the V_FB = f(R) plots increases, what suggests direct influence of the mechanical stress on measured VFB values.

Słowa kluczowe

PL

napięcie wyprostowanych pasm; naprężenia mechaniczne; struktura MOS

EN

flat-band voltage in semiconductor; mechanical stress; MOS structure

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 56, nr 9
• Strony: 55--58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., wykr.

Twórcy

autor

Piskorski K.

• Instytut Technologii Elektronowej, Zakład Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych, Warszawa

Bibliografia

• [1] S. M. Hu, J. Appl. Phys. 70, R53-R80, 1991.
• [2] I. de Wolf, H. E. Maes, S. K. Jones, J. Appl. Phys. 79, 7148–7156, 1996.
• [3] C. H. Bjorkman, J. T. Fitch, G. Lucovsky, Appl. Phys. Lett. 56(20), 1983–1985, 1990.
• [4] H. M. Przewłocki, H. Z. Massoud, J. Appl. Phys. 92(4), 2198–2201, 2002.
• [5] A. Kudła, H. M. Przewłocki, L. Borowicz, et al., Thin Solid Films 450, 203–206, 2004.
• [6] H. M. Przewłocki, A. Kudła, D. Brzezińska, H. Z. Massoud, Microelectron. Eng. 72, 165–173, 2004.
• [7] K. Piskorski, H. M. Przewłocki, Bulletin of PAS, Technical Sciences 54(4), 461–468, 2006.
• [8] H. M. Przewłocki, K. Piskorski, A. Kudła, D. Brzezińska, Thin Solid Films 516, 4184–4189, 2008.
• [9] K. Piskorski, H. M. Przewłocki, J. Telecommun. Inf. Technol. 3, 49–54, 2007.
• [10] E. H. Nicollian, J. R. Brews, „MOS Physics and Technology”, J. Wiley and Sons, New York, 1982.