Pomiary naprężeń w strukturach MOS metod interferencyjną i za pomocą elipsometrii spektroskopowej

• Autorzy: Borowicz L. K. , Borowicz P. , Rzodkiewicz W. , Piskorski K.

Warianty tytułu

EN

Stress determination of MOS structures by interference and spectroscopic ellipsometry method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zmierzone parametry elektryczne struktur MOS wskazują na obecność naprężeń mechanicznych panujących w tlenku pod powierzchnią bramki metalowej. Przyjęto do badań dwie metody optyczne: elipsometrii i mikro-interferometrii. Do oceny ugięcia prążków interferencyjnych spowodowanego zmianami drogi optycznej w warstwie dielektryka pod wpływem naprężeń stworzono oprogramowanie komputerowe oparte na regresji nieliniowej. Inny sposób oceny tej wielkości wykorzystuje ekwidensytometrię. Pomiary optyczne pozwoliły wyznaczyć niektóre składowe tensora naprężeń w warstwie dielektryka sąsiadującej z krawędzią bramki.

EN

Observed changes in some electrical parameters of MOS structures indicate existence of stresses in SiO2 layer under aluminum gate. In order to find out why these parameters were changed, we have studied optical properties of the dielectric in the vicinity of metal and poly-silicon gate.

Słowa kluczowe

PL

struktury MOS; naprężenie; interferometria; elipsometria; parametry elektryczne

EN

Metal Oxide Semiconductor; MOS structures; stress; interferometry; ellipsometry; electrical parameters

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 53, nr 9 bis
• Strony: 325--328
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wykr., wzory

Twórcy

autor

Borowicz L. K.

• Instytut Technologii Elektronowej, al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa

autor

Borowicz P.

• Instytut Chemii Fizycznej, ul. Kasprzaka 44/52, 01-224 Warszawa

autor

Rzodkiewicz W.

• Instytut Technologii Elektronowej, al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa

autor

Piskorski K.

• Instytut Technologii Elektronowej, al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa

Bibliografia

• [1] H. M. Przewlocki, A. Kudla, D. Brzezinska, H. Z. Massoud, "Distribution of the contact-potential difference local values over the gate area of MOS structures", Microelectronic Engineering 72, 165-173 (2004).
• [2] A. Kudla, H. M. Przewlocki, L. Borowicz, D. Brzezinska, W. Rzodkiewicz, "Photoelectrical measurements of the local value of the contact-potential difference in metal-insulator-semiconductor (MIS) structures", Thin Solid Films 450, 203-206 (2004).
• [3] H. M. Przewlocki, "Theory and applications of internal photoemission in the MOS system at low electric fields", Sol. State Electronics 45, 1241-1250 (2001).
• [4] C. H. Bjorkman, J. T. Fitch, G. Lucovsky, "Correlation between midgap interface state density and thickness-averaged oxide stress and strain at Si/SiO2 interfaces formed by thermal oxidation of Si , Appl. Phys. Lett. 56(20), 1983-1985 (1990).
• [5] S. M. Hu, "Stress-related problems in silicon technology", J. Appl. Phys. 70(6), R53-R80 (1991).
• [6] H. M. Przewlocki, H. Z. Massoud, "The effects of stress annealing in nitrogen on the effective contact-potential difference, charges, and traps at the Si/SiO2 interface of metal-oxide-semiconductor devices", J. Appl. Phys. 92(4), 2198-2201 (2002).
• [7] I. De Wolf, H. E. Maes, S. K. Jones, "Stress measurements in silicon devices through Raman spectroscopy: bridging the gap between theory and experiment", J. Appl. Phys. 79(9), 7148-7156 (1996).
• [8] K. F. Dombrowski, I. de Wolf, B. Dietrich, "Stress measurements using ultraviolet micro-Raman spectroscopy", J. Appl. Phys. 75(16), 2450-2451 (1999).
• [9] E. H. Nicollian, J. R. Brews, "MOS (Metal Oxide Semiconductor) Physics and Technology", Chapter 10: "Charges, barrier heights, and flatband voltage", pp. 423-491, John Wiley & sons, New York, 1982.
• [10] R. J. Powell, C. N. Berglund, "Photoinjection into SiO2: use of optical interference to determine electron and hole contribution", J. Appl. Phys. 40, 5093-5101 (1969).
• [11] R. J. Powell, "Interface barrier energy determination from voltage dependence of photoinjected currents", J. Appl. Phys. 41, 2424-2432 (1970).
• [12] W. Rzodkiewicz, L. Borowicz, Application of interference methods for determination of curvature radius in metal-oxide-semiconductor (MOS) structures, Optica Applicata. Vol. XXV, No. 3, 523-527 (2005)
• [13] J. Vilms, D. Kerps, Simple stress formula for multilayered thin films on a thick substrate, J. Appl. Phys. Vol. 53, No. 3, 1536-1537 (1981).