Zastosowanie metody MPAS do określania przekrojów czynnych pułapek powierzchniowych w węgliku krzemu

• Autorzy: Gutt, T. , Przewłocki, H. M.

Warianty tytułu

EN

Using the MPAS method to evaluate interface trap capture cross-sections in silicon carbide

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki (12 ; 10-13.06.2013 ; Darłówko Wschodnie ; Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono nową, szybką metodę pomiaru przekrojów czynnych pułapek powierzchniowych, wykorzystującą mapę konduktancji w graficznej analizie pułapek MPAS. Przy użyciu tej metody określono przekroje czynne pułapek w próbkach SiC-3C z tlenkiem bramkowym SiO₂ wytwarzanym dwiema metodami (PECVD i mokre utlenianie termiczne 3C-SiC) i z różnymi materiałami bramki (AI, Au, Ni i poli-Si). Uzyskane wyniki wskazują, że pułapki w większości próbek mają typowe wartości przekroju czynnego o_n ok. 10^-15 cm2, charakterystyczne dla centrów Pb. Większe przekroje czynne stwierdzono jedynie w próbkach WET/Ni (o_n ok. 10^-13 cm₂), ale wyjaśnienie przyczyny tego odchylenia wymaga dalszych badań.

EN

The MPAS maps are a new, convenient and fast method of interface trap characterization. Using the same data as measured by the conductance method, the MPAS technique requires much less computational effort, allowing for graphical analysis of the distributions of traps in the space of energy position vs. trapping speed, and enabling direct evaluation of trap density and capture cross-section. The graphical method of trap capture cross-section evaluation is proposed based on MPAS. A grid made of lines is calculated for a sequence of capture cross-section values, and superimposed on the MPAS maps. The straight ridge formed by measured conductance In(G_m/ω) in (f_s, In(ω^-1)) coordinates aligns well with the grid lines, what enables the evaluation of trap capture cross-sections in the constant o_n range by matching the nearest o_n line with the In(G_m/ω) ridge line. Using this method, a set of samples of SiC-3C based MOS capacitors with different oxide preparation technology and different gate materials was analyzed and only small deviations from on=10^-15 cm₂ were detected. As that is the typical trap size of the commonly found P_b - centres, we concluded that the trap centres observed on the MPAS maps in this experiment were mainly, although not exclusively, the dangling bonds.

Słowa kluczowe

PL

węglik krzemu; SiC; pułapki powierzchniowe; przekrój czynny

EN

silicon carbide; SiC; admittance spectroscopy; interface traps; capture cross-section

• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 54, nr 9
• Strony: 20-22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., il.

Twórcy

autor

Gutt, T.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Przewłocki, H. M.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

Bibliografia

• [1] Nicollian E. H., J. R. Brews: MOS Physics and Technology. Wiley, New York 1982.
• [2] Raeissi B. et al.: High-k-oxide/silicon interfaces characterized by capacitance frequency spectroscopy. Sol. St. Electronics, 52 (2008) 1274-1279.
• [3] Piscator J., B. Raeissi, O. Engström: Multiparameter admittance spectroscopy for metal-oxide-semiconductor systems. J. Appl. Phys., 106 (2009) 0544510.
• [4] Raeissi B., T. Gutt, H. D. B. Gottlob, H. M. Przewłocki, O. Engström: Interface state properties of high-k/SiOx/Si interfaces portrayed by multiparameter admittance spectroscopy. WoDiM Book of Abstracts (2010), Bratislava, Slovakia, pp. 103.
• [5] Przewłocki H. M., T. Gutt, K. Piskorski, M. Bakowski: Band diagrams and trap distributions in Metal-SiO2-SiC(3C) structures with different metal gates. ECS Trans., 50 (3), (2012), 231-242.
• [6] Goguenheim D., M. Lannoo: Theoretical calculation of the electron- capture cross section due to a dangling bond at the Si(111)-SiO2 interface. Phys. Rev. B 44, (1991), 1724-1733.
• [7] Gutt T. et al.: Investigation of gate edge effect on interface trap density in 3C-SiC MOS capacitors. Materials Science and Engineering B, 177, (2012), 1327-1330.