Kompleksowa charakteryzacja nowoczesnych struktur nanoelektronicznych przy użyciu Uniwersalnego Systemu Pomiarów Fotoelektrycznych

• Autorzy: Piskorski K. , Niemiec M. , Borowicz L. , Przewłocki H. M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2016.8.9

Warianty tytułu

EN

Comprehensive characterization of the modern nanoelectronic structures by using Universal System for the Photoelectric Measurements

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Działanie przyrządów półprzewodnikowych w większości przypadków oparte jest na zjawiskach występujących w wielowarstwowych układach różnych materiałów i zależy od właściwości tych materiałów. Podstawowym elementem wchodzącym w skład niemalże każdego przyrządu półprzewodnikowego jest struktura MOS (ang. metal-oxidesemiconductor), w związku z czym struktura ta jest doskonałym narzędziem do oceny właściwości materiałowych i parametrów elektrycznych tych przyrządów. Wraz ze zmianą technologii wytwarzania struktur MOS konieczna jest umiejętność zrozumienia nowych zjawisk fizycznych w nich występujących oraz wymagany jest dalszy rozwój metod badawczych. Wiele kluczowych parametrów badanych struktur może być bardzo dokładnie wyznaczona na podstawie pomiarów fotoelektrycznych co sprawia, że metody te zyskują duże znaczenie w charakteryzacji rozmaitych struktur nanoelektronicznych. W pracy przedstawiono wyniki pomiarów elektrycznych i fotoelektrycznych wykonanych na wielu strukturach MOS w celu prezentacji możliwości uniwersalnego Systemu Pomiarów Fotoelektrycznych. System ten powstał w Zakładzie Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych ITE na podstawie własnych koncepcji i założeń i realizuje oryginalne metody pomiarowe opracowane w tym Zakładzie.

EN

In this work the universal System for Photoelectric Measurements (USPM) is presented. This system, designed and constructed in Department of Characterisation of Nanoelectronic Structures (Institute of Electron Technology, Warsaw) allows measurements of several important parameters of the investigated MOS structures. Some of the key parameters (e.g. effective contact potential difference, barrier heights on both sides of the dielectric layer) can be measured using photoelectric techniques which are known as the most accurate measurement methods of these parameters. The USPM system realizes measurements of different types of MOS structure characteristics, such as photocurrent-voltage IF(VG), capacitances-voltage C(VG) and other, examples of these measurements are shown in the article.

Słowa kluczowe

PL

pomiary fotoelektryczne; struktura MOS; półprzewodniki

EN

photoelectric measurements; MOS structure; semiconductors

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 57, nr 8
• Strony: 59--63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Piskorski K.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Niemiec M.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Borowicz L.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Przewłocki H. M.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

Bibliografia

• [1] S. Porębski, P. Machalica, J. Zając, L. Borowicz, A. Kudła, H. M. Przewłocki, (2003). universal system for photoelectric characterization of semiconductor structures”, IEE Proceedings a Science Measurement and Technology 150(4), 148–152.
• [2] K. Piskorski, H. M. Przewłocki, (2006) „Distribution of the potential barrier height local values at Al-SiO2 and Si-SiO2 interfaces of the metal-oxide-semiconductor (MOS) structures”, Bulletin of Polish Academy of Sciences, Technical Sciences 54(4), 461–468.
• [3] H. M. Przewłocki, A. Kudła, K. Piskorski, D. Brzezińska, (2008) „Distributions of barrier height, difference of effective contact potential, and local values of flat-band voltage in Al-SiO2-Si and poly-Si-SiO2-Si structures”, Thin Solid Films 516, 4184–4189.
• [4] V.V. Afanas’ev, (2008). Internal photoemission spectroscopy. Principles and applications, Elsevier, Oxford.
• [5] H.M. Przewłocki, 1999. „Internal photoemission characteristics of metal-insulator-semiconductor structures at low electric fields in the insulator”, Journal of Applied Physics 85(9), 6610–6618.
• [6] H.M. Przewłocki, 2001 „Theory and applications of internal photoemission in the MOS system at low electric fields”, Solid State Electronics 45, 1241–1250.
• [7] S. Krawczyk, H. M. Przewłocki, A. Jakubowski, „New ways to measure the work function difference in MOS structures”, Revue de Physique Appliquee 17, 473–480, (1982).
• [8] E. H. Nicollian, J. R. Brews, (1982). MOS Physics and Technology, J. Wiley and Sons, New York.
• [9] K. Piskorski, H. M. Przewłocki, (2010). „Metody określania napięcia wyprostowanych pasm w półprzewodniku w strukturze MOS”, Elektronika 10, 18–21.
• [10] H. M. Przewłocki, T. Gutt, K. Piskorski, (2014) „The inflection point of the capacitance-voltage, C(VG), characteristic and the flat-band voltage of metal-oxide-semiconductor structures”, Journal of Applied Physics 115, 204510.
• [11] R. J. Powell, (2014) „Photoinjection into SiO2: use of optical interference to determine electron and hole contributions”, Journal of Applied Physics 40(13), 5093–5101.
• [12] C. N. Berglund, R. J. Powell, (1971) „Photoinjection into SiO2: Electron scattering in the image force potential well”, Journal of Applied Physics 42(2), 573–579.
• [13] R. H. Fowler, (1931) „The analysis of photoelectric sensitivity curves for clean metals at various temperatures”, Physical Review 38, 45–56.
• [14] K. Piskorski, 2015. „Opracowanie fotoelektrycznych metod określania rozkładów lokalnych wartości parametrów elektrycznych struktur MOS w płaszczyźnie powierzchni bramki”, Rozprawa doktorska, ITE, Warszawa, wrzesień 2015.