Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,641

ВЛИЯНИЕ ЛОКАЛИЗАЦИИ ЗАРЯДА В ДИЭЛЕКТРИКЕ НА ПАРАМЕТРЫ РАБОТЫ МДП ТРАНЗИСТОРА

Авдеев Н.А. Гуртов В.А. Урицкий В.Я. Федосеев А.А.
В процессе производства интегральных схем технологические воздействия (например, химическое осаждение поликремниевого затвора) приводят к образованию в слое SiO2 механических напряжений, локализованных у истока (стока) транзистора. Указанные области содержат повышенную концентрацию дефектов, способных накапливать заряд. В результате воздействия ионизирующего излучения накопление заряда на дефектах приводит к изменению выходной вольтамперной характеристики МДП-транзистора [1].

В данной работе представлены результаты численного расчета выходной зависимости МДП-транзистора с учетом заряда в окисле, захваченного у областей истока и стока.

Для упрощения расчетов была принята следующая математическая модель: накопленный в диэлектрике заряд распределен равномерно только в некоторой области, прилегающей к истоку или стоку, а в остальной области заряд отсутствует. В рамках модели неравномерность распределения заряда учитывается изменением величины плоских зон VFB вдоль канала, которая определяется выражением

1 (1)

где у- координата, направленная вдоль канала, L - длина канала.

Полный ток возможно рассчитать из зависимости поверхностного потенциала ψs от напряжения V(y) вдоль канала с учетом неравномерности изменения величины VFB. Эта зависимость находится из выражения

2 (2) 

Плотность полного тока n-канального МДП-транзистора, с учетом диффузионной и дрейфовой компонент, определяется выражением.

3 (3) 

где μn , Dn - коэффициенты подвижности и диффузии соответственно.

Используя приближение плавного канала, проинтегрируем (3) как по длине, так и по глубине канала и получим интегральное выражение для полного тока [4].

4 (4) 

где, εs - диэлектрическая проницаемость полупроводника, ε0 - диэлектрическая проницаемость вакуума, φ0 - уровень Ферми, ψs(V) -функция зависимости поверхностного потенциала от напряжения V(y) обратного смещения в точке у по отношению к потенциалу истока, F - фактор пространственного заряда [3]

Выходная характеристика МДП-транзистора находится путем вычисления интеграла в выражении (4) методом квадратур, с учетом влияния заряда в диэлектрике на величину ψs(V). Численные расчеты показывают, что при сравнительно небольшом напряжении исток-сток (VD < 2 B) распределение заряда в диэлектрике относительно контактов исток и сток практически не влияет на величину тока ID. С возрастанием напряжения VD разница между выходными характеристиками, которые соответствуют локализации заряда у истока и стока, постепенно увеличивается. В области тока насыщения эта разница достигает максимального значения.

Изменение напряжения отсечки VSAT по сравнению со структурой без заряда в диэлектрике возникает только в случае локализации заряда в области стока. В случае расположения заряда в области у истока, как показывают расчеты, изменения величины напряжения отсечки не происходит.

Зависимость выходной вольтамперной характеристики от локализации захваченного заряда может быть использована на практике для определения расположения дефектов в диэлектрике МДП-транзисторов относительно контактов исток и сток.

Литература

  1. A. Jaksic, G. Ristic, M. Pejovic, A. Mohammadzadeh, C. Sudre. Gamma-Ray Irradiation and Post-Irradiation Responses of High Dose Range RADFETs. Jaksic-IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE;IEEE TRANS NUCL SCI 02,49,3,1356,1363,605HE
  2. Левин М.Н., Татаринцев А.В., Гитлин В.Р. Радиационное тестирование МДР-элементов интегральных схем. Воронежский Государственный Университет: Вестник ВГУ, 2003, № 2.
  3. С. Зи. Физика полупроводниковых приборов М. Мир 1984
  4. Попов В.Д. Исследование дефектов в плёнках SiO2 методом измерения напряжения пробоя. // Шумовые и деградационные процессы в полупропроводниковых приборах. (Метрология, диагностика, технология): Материалы докладов научно-технического семинара (Москва, 27-30 ноября 1995 г.). М.: МНТОРЭС им. А. А. Попова, МЭИ, 1996. С.210-214.
  5. Моделирование процесса термического отжига заряда в диэлектрике МДП структур. Авдеев Н.А., Назаров А.И., Федосеев А. А. 4-ая интернет-конференция. Тамбов 2001
  6. В. А. Гуртов. Полевые транзисторы со структурой металл-диэлектрик-полупроводник Учебное пособие. Петрозаводск 1984.

Библиографическая ссылка

Авдеев Н.А., Гуртов В.А., Урицкий В.Я., Федосеев А.А. ВЛИЯНИЕ ЛОКАЛИЗАЦИИ ЗАРЯДА В ДИЭЛЕКТРИКЕ НА ПАРАМЕТРЫ РАБОТЫ МДП ТРАНЗИСТОРА // Современные наукоемкие технологии. – 2005. – № 11. – С. 19-20;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=26401 (дата обращения: 17.12.2017).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252