Badanie rozkładów przestrzennych napięcia wyprostowanych pasm w półprzewodniku U FB w strukturach MOS

• Autorzy: Piskorski K. , Przewłocki H. M.

Warianty tytułu

EN

Distribution of local values of flat-band voltage in AI-SiO2-Si structures

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki. 7 ; 02-04.06.2006 ; Darłówko Wschodnie, Polska
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy om ówiono wyniki pomiarów lokalnych wartości napięcia wyprostowanych pasm w półprzewodniku U_FB w strukturach MOS. Temat ten jest kontynuacją prac prowadzonych w naszym zakładzie nad zagadnieniem pomiaru rozkładów przestrzennych parametrów elektrycznych struktur MOS w płaszczyźnie powierzchni metalowej bramki. We wcześniejszych pracach [1-5] wykazano, że lokalne wartości niektórych parametrów mają charakterystyczny kopułowaty kształt rozkładu w płaszczyźnie powierzchni bramki. Rozkłady te przypisywane są w głównej mierze wpływowi naprężeń mechanicznych, które panują w tlenku pod powierzchnią metalowej bramki. Pomiary lokalnych wartości napięcia U_FB umożliwione zostały poprzez modyfikację fotoelektrycznej metody LPT (Light Pulse Technique), metoda ta polega na oświetleniu struktury modulowanym światłem i pomiarze odpowiedzi struktury przy zmieniającym się napięciu polaryzacji bramki U_G. Modyfikacja metody polegała na zastosowaniu małej (w porównaniu z rozmiarami bramki) plamki światła i skanowaniu powierzchni bramki tą plamką mierząc wartość lokalną danego parametru. Pomiary wykonane zostały na różnych techologicznie strukturach Al-SiO2-Si i we wszystkich przypadkach otrzymane rozkłady przestrzenne napięcia U_FB(x,y) w płaszczyźnie powierzchni bramki mają charakterystyczny kształt z wartościami najwyższymi na środku, mniejszymi na krawędziach oraz najmniejszymi w rogach metalowej bramki.

EN

One of the most important parameters of the MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) structure is the effective contact potential difference φ_MS between the gate and the substrate. The φ_MS is also a component of the flat-band voltage V_FB and strongly influences the threshold voltage V_T of MOS transistors. The photoelectric measurement method of the ƒ_MS value, worked out in our laboratory, allows very accurate and extremely sensitive determination of this value. This method was subsequently modified to allow determination of ƒ_MS(x,y) distributions of local φ_MS values over gate areas of MOS systems. Recently, we have developed, a new, high precision photoelectric measurement method which allows determination of the flat-band voltage V_FB(x,y) distributions over the MOS structure gate area. This method, called SLPT (Scanning Light Pulse Technique) consists in scanning the gate area with a light spot which is small in comparison with gate dimensions. It was found that in AI-SiO2-Si structures the V_FB(x,y) distribution is non-uniform, with highest values in the middle of a square gate and lowest in the vicinity of gate corners.

Słowa kluczowe

PL

napięcie wyprostowanych pasm; struktura MOS

EN

flat-band voltage; MOS structure

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 49, nr 11
• Strony: 32--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., wykr.

Twórcy

autor

Piskorski K.

autor

Przewłocki H. M.

• Instytut Technologii Elektronowej, Zakład Badania Struktur MOS, Warszawa

Bibliografia

• [1] Przewłocki H. M., Kudła A., Brzezińska D., Massoud H. Z.: Distribution of the contact-potential difference local values over the gate area of MOS structures. Microelectronic Engineering, vol. 72, pp. 165-173, 2004.
• [2] Kudła A., Przewłocki H. M., Borowicz L., Brzezińska D., Rzodkiewicz W.: Photoelectric measurements of the local value of the contact-potential difference in metal-insulator-semiconductor (MIS) structures. Thin Solid Films, vol. 450, pp. 203-206, 2004.
• [3] Piskorski K., Przewłocki H. M.: Distribution of potential height local values at Al-SiO2 and Si-SiO2 interfaces of the metal-oxide-semiconductor (MOS) structures. Internet J. Electron Technology, vol. 36(5), pp. 1-5, 2004.
• [4] Piskorski K., Przewłocki H. M.: Distribution of potential height local values at Al-SiO2 and Si-SiO2 interfaces of the metal-oxide-semiconductor (MOS) structures. Bulletin of the Polish Academy of Sciences, vol. 54(4), pp. 461-468, 2006.
• [5] Piskorski K., Przewłocki H. M.: Investigation of barrier height distributions over the gate area of Al-SiO2-Si structures. Journal of Telecom. and Inform. Technology, vol. 3, pp. 49, 2007.
• [6] De Wolf I., Maes H. E., Jones S. K.: Stress measurements in silicon devices through Raman spectroscopy: bridging the gap between theory and experiment. J. Appl. Phys., vol. 79(9), pp. 7148-7156, 1996.
• [7] Dombrowski K. R., De Wolf I., Dietrich B.: Stress measurements, using ultraviolet micro-Raman spectroscopy. J. Appl. Phys., vol. 75(16), pp. 2450-2451, 1999.
• [8] Przewłocki H. M.: Theory and applications of internal photoemission in the MOS system at low electric fields. Solid State Electronics, vol. 45, pp. 1241-1250, 2001.
• [9] Przewłocki H. M.: Comparison of methods for f(MS) factor determination in metal-oxide-semiconductor (MOS) structures. Electron Technology, vol. 26(4), pp. 3-23, 1993.
• [10] Nicollian E. H., Brews J. R.: MOS (Metal Oxide Semiconductor) Physics and Technology. John Wiley & sons, New York, 1982.
• [11] Yun B. H.: Direct measurement of flat - band voltage in MOS by infrared excitation. Appl. Phys. Lett., vol. 21(5), pp. 194-195, 1972.
• [12] Jakubowski A., Krawczyk S.: Photoelectric method of the MIS flat-band voltage determination. Electron Technology, vol. 11(1/2), pp. 23-35, 1978.