Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wykorzystanie metody Taguchi’ego do optymalizacji procesu ultra-płytkiej implantacji fluoru i azotu z plazmy w. cz.

Kalisz M., Mroczyński R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 10

18-21

PL

W pracy przeprowadzona została wszechstronna analiza wpływu parametrów procesu reaktywnego trawienia jonowego (RIE), na maksymalną koncentrację oraz głębokość implantacji jonów fluoru oraz jonów azotu do podłoża krzemowego. Analiza ta prowadzona była z wykorzystaniem tablic ortogonalnych Taguchi'ego, dzięki którym udało się oszacować wpływ poszczególnych parametrów procesu RIE, na kształt profilu rozkładu jonów zaimplantowanych do podłoża krzemowego.

EN

In the present study was carried out comprehensive analysis of the impact of reactive ion etching (RIE) process parameters on the maximum concentration and depth profile of fluorine and nitrogen ions implantated into the silicon substrate. This analysis was conducted using the Taguchi orthogonal arrays, which help assess the impact of each RIE process parameters on the shape of the distribution profile of ions implanted into the silicon substrate.

2

Technologia i charakteryzacja struktur tranzystorów cienkowarstwowych (TFT)

Krysiński A., Taube A., Gołaszewska K., Śmietana M., Mroczyński R., Szmidt J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 11b

1-4

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki prób opracowania technologii struktur tranzystorów cienkowarstwowych (TFT) opartych o warstwy wytwarzane metodą chemicznego osadzania z fazy lotnej wspomaganego plazmą (PECVD). Do najważniejszych zadań tej pracy należał wybór optymalnego procesu osadzania warstw dielektryka bramkowego oraz półprzewodnika amorficznego. Funkcje tych warstw pełniły, odpowiednio, warstwy tlenko-azotku krzemu (SiOxNy) oraz amorficznego krzemu (a-Si). Uzyskane wyniki charakteryzacji elektrycznej pierwszej serii wykonanych struktur testowych TFT pokazały duże możliwości opracowanej w IMiO PW technologii. Uzyskano napięcia progowe gotowych struktur tranzystorowych na poziomie UTH ~ 3 V, natomiast nachylenie charakterystyki prądowo-napięciowej w zakresie przedprogowym wyniosło SS ~ 400 mV/dec, co jest jednym z najlepszych wyników spotykanych w literaturze.

EN

In this study there are presented, the results of tries attempts of thin-film transistors (TFT) technology development based on layers fabricated by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD). In the course of this work the optimization of gate dielectric, as well as amorphous semiconductor layer deposition was one of the most important task. Silicon oxynitride (SiOxNy) and amorphous silicon (a-Si), respectively, were used as those layers. The first results obtained from the analysis of electrical characteristics of fabricated TFT test structures have demonstrated a great promise of the optimized at IMiO PW technology. The threshold voltage UTH~3V and subthreshold swing SS ~ 400mV/dec values were obtained, which are ones of the best results found in literature.

3

Charakteryzacja warstw azotku krzemu (SiNx) wytwarzanego metodą PECVD dla zastosowań w przyrządach M(O)EMS

Szymańska M., Mroczyński R., Kalisz M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 11b

25-28

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań warstw azotku krzemu wytwarzanych metodą chemicznego osadzania z fazy lotnej wspomaganego plazmą (PECVD). Warstwy dielektryczne zostały poddane charakteryzacji przy użyciu: elipsometrii spektroskopowej, profilometrii oraz nanoindentacji. Wybrane warstwy posłużyły do wykonania elementów mikrosystemów – belki i membrany, które obserwowane były za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Zaprezentowano także zależności właściwości warstw SiNx od parametrów procesu PECVD: ciśnienia panującego w komorze reaktora, mocy generatora wysokiej częstotliwości, przepływu amoniaku oraz czasu wzbudzenia generatora niskiej częstotliwości. Przedstawione wyniki pokazały możliwość sterowania poziomem naprężeń w warstwie SiNx poprzez odpowiedni dobór czasów pracy generatora niskiej i wysokiej częstotliwości. Rezultaty zawarte w niniejszej pracy mają duże znaczenie dla dalszej optymalizacji technologii warstw azotku krzemu dla zastosowań w przyrządach typu M(O)EMS.

EN

In this work, the studies of properties of silicon nitride (SiNx) layers formed by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) have been described. Dielectric layers were investigated by means of spectroscopic ellipsometry, profilometry and nanoindentation method. Selected layers of silicon nitride were successfully used as beams and diaphragms. Scanning Electron Microscopy (SEM) was used to per form observations of fabricated micromechanical elements. In this paper there is also presented the influence of PECVD process parameters on physical and mechanical properties of studied in this work SiNx layers. The results obtained in the course of this work are very important from the point of view of further silicon nitride technology optimization for applications in M(O)EMS devices.

4

Wpływ ultrapłytkiej implantacji azotu na właściwości antykorozyjne powłok tlenkowych SiO2 wytwarzanych metodami plazmowymi PECVD na stopie magnezu AZ91

Kalisz M., Grobelny M., Mroczyński R.

Ochrona przed Korozją

|

2012

|

nr 5

262-265

PL

W pracy przedstawiono wpływ azotu, wprowadzonego w obszar między powierzchnią stopu magnezu a powłoką SiO2, na właściwości korozyjne stopu magnezu AZ91. Azot wprowadzany był przed procesem wytworzenia warstwyochronnej za pomocą procesu ultra-płytkiej implantacji z plazmy wysokiej częstotliwości (13,56 MHz) w reaktorze PECVD. Do procesu implantacji wykorzystana została plazma wytworzona w gazach: N2 oraz NH3. Następnie, na każdej zaimplantowanej próbce wytworzono powłokę ochronną za pomocą procesu utleniania plazmowego lub osadzania plazmowego. Uzyskane wyniki zestawione zostały z próbką referencyjną badanego stopu. Właściwości korozyjne wytworzonych powłok określono na podstawie analizy krzywych woltamperometrycznych. Najniższe gęstości prądu korozji otrzymano dla próbki, której powłoka ochronna wykonana została w procesie osadzania plazmowego na powierzchni zaimplantowanej z plazmy wytworzonej w gazie N2 (ikor = 2,36 žA/cm2). Największą odporność na występowanie korozji wżerowej (największa różnica potencjałów: potencjału korozyjnego Ekor i potencjału korozji wżerowej Epit) zaobserwowano dla próbki, której powłoka ochronna wytworzona została przez utlenianie plazmowe wykonywane po procesie implantacji azotu z plazmy powstałej w gazie NH3.

EN

The work shows the influence of nitrogen, incorporated at the interface between the surface of magnesium alloy and SiO2 coating, on corrosion resistance of AZ91 magnesium alloys. Nitrogen was incorporated before the process of manufacture of protective layers by using the ultra-shallow implantation process of the high frequency plasma (13,56 MHz) in the reactor PECVD. During implantation process was used two types of plasma: N2 and NH3. Then, on each implanted sample was formed the protective coating by the plasma oxidation process or plasma deposition process. The obtained results have been compared with the reference sample. The corrosion properties of formed coatings was established on the basis of the analysis of the voltammetric curves. The lowest value of corrosion current density was obtained for the sample with coating formed in the plasma deposition process connected with N2 plasma implantation process (ikor = 2,36 žA/cm2). The lowest value of pitting corrosion (the largest difference of potentials: the potential of corrosion-resistant Ekor and potential of pitting corrosion Epit) was observed for samples,which the coating produced by plasma oxidation process connected with NH3 plasma implantation process.

5

Enhancement of immunity on MeV electron radiation of MOS structures by means of fluorine implantation from r.f. plasma

Kalisz M., Mroczyński R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 9

82-84

EN

In this study, we present a novel method for the improvement of immunity on MeV electron radiation of MOS structures by means of ultra-shallow fluorine implantation in classical Reactive Ion Etching (RIE) reactor. Obtained results have shown that the fluorination of silicon surface in r.f. CF₄ plasma results in the stability of flat-band voltage (Ufb) values, smaller effective charge (Qeff/q) and interface traps density (Ditmb), as well as higher values of breakdown voltage (Ubr), in comparison to MOS structures fabricated on non-fluorinated silicon substrates. Presented results have shown the potential to apply proposed fluorination method for radiation-hard semiconductor devices.

PL

W artykule przedstawiono metodę poprawy odporności struktur MOS na naświetlanie wysokoenergetycznymi elektronami. Metoda ta polega wprowadzeniu fluoru w obszar interfejsu struktury MOS za pomocą procesu ultrapłytkiej implantacji z plazmy w.cz. typu CF₄. Otrzymane wyniki pokazują, że struktury testowe MOS z warstwą pasywującą bogatą we fluor wchodzącą w skład dielektryka bramkowego, charakteryzują się znacznie stabilniejszymi wartościami napięć płaskich pasm (Ufb), niższymi wartościami ładunku efektywnego w obszarze dielektryka bramkowego (Qeff/q), niższymi wartościami gęstości stanów pułapkowych w środku pasma przewodnictwa (Ditmb) oraz wyższymi wartościami napięć przebicia (Ubr), w porównaniu ze strukturami MOS pozbawionymi, w obszarze dielektryka bramkowego, warstwy pasywującej bogatej we fluor. Zaprezentowane w artykule wyniki pokazują możliwości wykorzystania zaproponowanej przez autorów metody fluoryzacji w obszarze urządzeń elektroniki HARD-RAD.

6

Wytwarzanie i charakteryzacja cienkich warstw tlenku hafnu dla zastosowań w technologii MOSFET w węgliku krzemu

Taube A., Korwin-Mikke K., Gutt T., Małachowski T., Pasternak I., Wzorek M., Łaszcz A., Płuska M., Rzodkiewicz W., Piotrowska A., Gierałtowska S., Sochacki M., Mroczyński R., Dynowska E., Szmidt J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 9

117-120

PL

W pracy przedstawiono wyniki charakteryzacji cienkich warstw tlenku hafnu wytwarzanych metodą ALD. Zbadano wpływ wygrzewania na parametry elektrofizyczne warstw HfO₂ oraz HfO₂/SiO₂ oraz wpływ zastosowania warstwy podkładowej na właściwości elektryczne struktur MIS z warstwa tlenku hafnu osadzoną na węgliku krzemu. Zastosowanie warstwy podkładowej z SiO₂ znacznie poprawiło parametry kondensatorów MIS na węgliku krzemu, zmniejszając prąd upływu oraz gęstość ładunku efektywnego w dielektryku. Zaobserwowano zwiększenie się pola przebicia do wartości 7.2 MV/cm. Wygrzewanie warstw HfO₂/SiO₂ w temperaturze 400°C zwiększyło ich niezawodność oraz zredukowało gęstość stanów powierzchniowych do 4×10¹¹ eV⁻¹ cm⁻². Wygrzewanie warstw HfO₂ w 400°C obniżyło prąd upływu przy jednoczesnym zwiększeniu względnej przenikalności elektrycznej.

EN

This work presents the results of characterization of thin hafnium oxide films fabricated by ALD. Effect of annealing on physical properties on HfO₂ and HfO₂/SiO₂ layers, as well as effect of introduction of pedestal layers on properties of 4H-SiC MIS capacitor was investigated. Introduction of SiO₂, pedestal layer improved properties of 4H-SiC MIS capacilors, causing decreasing of leakage current and effective charge density in the insulator. Electric breakdown field was increased from 4 7 to 7.2 MV/cm. Annealmg of HfO₂/SiO₂ layers m 400°C improved reliability and reduced density of interface traps. Annealing of HfO₂ - layers m 400°C caused decreasing of leakage current and increased of relative permittivity.

7

Ultra-płytka implantacja fluoru z plazmy w.cz. jako metoda poprawy właściwości elektro-fizycznych struktur MIS z dielektrykami bramkowymi wytwarzanymi metodą PECVD

Kalisz M., Mroczyński R., Beck R. B.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 2

20-26

PL

W pracy przedstawiono analizę zmian parametrów elektrycznych i niezawodnościowych, jakie wprowadza obecność bogatej we fluor warstwy w strukturze bramkowej układu MOS (MIS] z dielektrykami bramkowymi wytwarzanymi metodą PECVD. Powierzchnia podłoży krzemowych przed wykonaniem struktur testowych poddana została odmiennie, niż spotyka się to najczęściej w literaturze, procesom ultra-płytkiej implantacji jonów z plazmy CF₄. Uzyskane wyniki wskazują, że badane układy MOS (MIS), wykonane na zmodyfikowanych podłożach krzemowych, charakteryzują się mniejszymi (co do wartości bezwzględnej) wartościami napięcia płaskich pasm (UFB) oraz ładunku efektywnego (Qeff) w porównaniu do struktur referencyjnych. Nie zmienia się natomiast znacząco gęstość stanów powierzchniowych w środku pasma energii zabronionej krzemu (Ditmb). Wprowadzenie fluoru w obszar graniczny półprzewodnik/dielektryk struktur MOS (MIS) powoduje w konsekwencji także nieznacznie zmniejszenie wartości przenikalności elektrycznej warstw dielektrycznych.

EN

In this work, the analysis of changes in electro-physical and reliability properties, which introduce fluorine-rich dielectric layer formed in the gate of MOS (MIS] structures with PECVD dielectric layers, has been reported. In contrary to commonly found in literature ways, ultra-shallow fluorine implantation from CF₄ plasma of silicon substrates, before the fabrication of test structures, was performed. Presented results have shown, that investigated MOS (MIS) structures, fabricated on modified silicon substrates, are characterized by lower (in absolute values) flat-band voltage (UFB) and effective charge (Qeff) values in comparison to reference structures. Moreover, interface states density in the middle of silicon forbidden band values (Ditmb do not seem to differ significantly In consequence, introduction of fluorine into the semiconductor/dielectric interface of MOS (MIS] structure results in a small decrease of permittivity constant of PECVD dielectric layers.

8

Technologia i zastosowanie warstw tlenko-azotków krzemu wytwarzanych metodą PECVD do struktur pamięciowych z podwójną warstwą dielektryczną (SiOxNy-HfO2)

Mroczyński R., Beck R. B.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 9

131-135

PL

W pracy przedstawiono nową strukturę bramkową, złożoną z dwóch warstw dielektryka bramkowego - tlenko-azotku krzemu (SiOxNy) oraz dwutlenku hafnu (HfO2), która mogłaby być wykorzystana w strukturach nieulotnych pamięci półprzewodnikowych (NVSM). Struktury MIS z SiOxNy wykazują duże zmiany napięcia płaskich pasm (ok. 1,68 V), natomiast maksymalny ładunek możliwy do zmagazynowania wynosi ok. 6⋅1012 [cm-2]. Dla porównania, struktura MIS z warstwą referencyjną dwutlenku krzemu (SiO2) oraz dwutlenku hafnu charakteryzuje się niestabilnym przebiegiem zmian napięcia płaskich pasm pod wpływem napięcia stresującego, a wielkość zmian UFB wynosi tylko ok. 0,27 V. Zaprezentowane w niniejszej pracy wyniki, jako pierwsze w literaturze, pokazują potencjalne możliwości wykorzystania ultracienkich warstw tlenko-azotków wytwarzanych metodą PECVD w strukturach nieulotnych pamięci półprzewodnikowych (NVSM)

EN

In this paper, we present the new double gate dielectric structure for the non-volatile semiconductor memory (NVSM) devices which applies gate stack consisting of ultrathin silicon oxynitride (SiOxNy) and hafnium dioxide (HfO2) layers. The MIS structure with PECVD SiOxNy shows a big change of flat-band voltage (1,68 V) and the maximum charge density stored by the double gate dielectric stack is of the order of 6⋅1012 [cm-2]. This is much more than for the reference structures built on thermal silicon oxide layers (U FB change of the order of 0.27 V). The results presented in this paper prove, for the first time, potential to apply PECVD silicon oxynitride layers in non-volatile semiconductor memory (NVSM) devices.

9

Optimisation of multilayers antireflection coating for solar cells

Lipiński M., Mroczyński R.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

189-192

EN

In the work the optimization of Si0 2 -SiN, and Si02-SiNxt-SiNx2 multilayer antireflection coatings deposited by RF-PECVD is presented. The computer simulation was carried out for planar and textured Si surfaces as well. It was shown that double layer Si02 -SiN, can improve the short circuit current Jsc about 1.8% for planar surfaces. The improvement for textured surfaces is equal about 0.8%. The predictions have been experimentally verified with multi-crystalline silicon solar cells electrical parameters. The highest short circuit current (30.17 mA/cm 2 ) and conversion efficiency (13.84%) were obtained for solar cell with double layer AR coating. For triple AR coating the open circuit voltage was the highest (600 mV) which can be explained by better surface passivation. However, the short circuit current (29.79 mA/cm 2 ) was lower in comparison with double AR coating due to higher absorption of this layer.

PL

Przedstawiono wyniki optymalizacji podwójnej i potrójnej SiO2-SiNx i potrójnej SiO2SiNx1-SiNx2 warstwy anty-refleksyjnej osadzanej metodą RF PECVD. Komputerowe symulacje wykonano zarówno na planarnych jak i teksturowanych powierzchniach płytek krzemowych. Pokazano, że warstwy SiO2-SiNx mogą zwiększyć prąd zwarciowy o 1.8% dla płaskiej powierzchni krzemu. Dla teksturowanej powierzchni krzemu wzrost przewidywany wzrost prądu zwarciowego wynosi 0.8%. Wyniki symulacji zostały zweryfikowane z elektrycznymi parametrami krzemowych ogniw słonecznych wykonanych z krzemu multi-krystalicznego. Najwyższe wartości prądu zwarciowego (30.17 mA/cm 2 ) i sprawności konwersji (13.84%) uzyskano dla podwójnej warstwy AR. Dla potrójnej warstwy AR uzyskano najwyższą wartość napięcia obwodu otwartego Voc(600 mV). Jest to efekt poprawy pasywacji powierzchni przez te warstwy. Jednakże, prąd zwarciowy (29.79 mA/cm 2 ) byl niższy w porównaniu z ogniwem z warstwą podwójną w wyniku wyższej absorpcji tej warstwy.

10

The influence of annealing (900?C) of ultra-thin PECVD silicon oxynitride layers

Mroczyński R., Głuszko G., Beck R. B., Jakubowski A., Ćwil M., Konarski P., Hoffman P., Schmeißer D.

Journal of Telecommunications and Information Technology

|

2007

|

nr 3

16-19

EN

This work reports on changes in the properties of ultra-thin PECVD silicon oxynitride layers after high- temperature treatment. Possible changes in the structure, composition and electrophysical properties were investigated by means of spectroscopic ellipsometry, XPS, SIMS and electrical characterization methods (C-V, I-V and charge- pumping). The XPS measurements show that SiOxNy is the dominant phase in the ultra-thin layer and high-temperature annealing results in further increase of the oxynitride phase up to 70% of the whole layer. Despite comparable thickness, SIMS measurement indicates a densification of the annealed layer, because sputtering time is increased. It suggests complex changes of physical and chemical properties of the investigated layers taking place during high-temperature annealing. The C-V curves of annealed layers exhibit less frequency dispersion, their leakage and charge-pumping currents are lower when compared to those of as-deposited layers, proving improvement in the gate structure trapping properties due to the annealing process.

11

Comparison of composition of ultra-thin silicon oxynitride layers' fabricated by PECVD and ultrashallow rf plasma ion implantation

Mroczyński R., Bieniek T., Beck R. B., Ćwil M., Konarski P., Hoffman P., Schmeißer D.

Journal of Telecommunications and Information Technology

|

2007

|

nr 3

20-24

EN

In this paper differences in chemical composition of ultra-thin silicon oxynitride layers fabricated in planar rf plasma reactor are studied. The ultra-thin dielectric layers were obtained in the same reactor by two different methods: ultrashallow nitrogen implantation followed by plasma oxidation and plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD). Chemical composition of silicon oxynitride layers was investigated by means of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and secondary ion mass spectrometry (SIMS). The spectroscopic ellipsometry was used to determine both the thickness and refractive index of the obtained layers. The XPS measurements show considerable differences between the composition of the fabricated layers using each of the above mentioned methods. The SIMS analysis confirms XPS results and indicates differences in nitrogen distribution.

12

Modifying electrophysical properties of Si-cBN interface by introduction of ultrathin dielectric layer

Firek P., Mroczyński R., Szmidt J., Beck R.B., Werbowy A.

Inżynieria Biomateriałów

|

2006

|

R. 9, nr 56-57

27-29

EN

This study concerns modifications of Si-cBN interface (with and without dielectric underlayer), c-BN films produced on p-type <100> Si substrates by means of Radio Frequency (RF) CVD process. Silicon nitride and oxynitride were deposited by Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition technique and used as a dielectric underlayer. MIS devices were fabricated to allow electrical characterization. Moreover, the influence of underlayers on adhesion of c-BN to silicon substrate was examined.

13

Stabilność termiczna ultracienkich warstw tlenko-azotków osadzanych metodą PECVD

Mroczyński R., Cuch M., Bieniek T., Beck R. B., Jakubowski A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 2-3

62-63

PL

Opracowanie poświęcone jest zbadaniu wpływu wygrzewania wysokotemperaturowego na właściwości elektrofizyczne ultracienkich warstw SiOxNy.

EN

The aim of this work is the experimental study of the influence of high-temperature annealing on electro-physical properties of the ultrathin oxynitride layers.