Способ определения характеристик электронных состояний на границе раздела полупроводник-диэлектрик

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1191 1111 в 4 Н 01 Ь 21/66 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(П) = КТ/1 ия,ана; ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР(56) Пономарев А.Н. и др . Автоматизированная система для измерения ВФХ МДП структур на инфранизких час тотах. ПТЭ, 1983, вып. 3, с. 195-198.Колешко В.М. и др. Контроль в технологии микроэлектроники. Минск; Наука и техника, 1979, с. 265. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОННЫХ СОСТОЯНИЙ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ПОЛУПРОВОДНИК-ДИЭЛЕКТРИК, включающий измерение вольтфарадной характеристики при подаче тестового сигнала постоянной амплитуды и изменении напряжения смещения от инверсии до обогащения пограничной области полупроводника, определение характеристик электронных состояний расчетным путем, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличенияточности и расширения энергетического интервала определения характеристик электронных состояний, повторно измеряют вольт-фарадную характеристику при подаче тестового сигнала с амплитудой, изменяющейся в зависимости от напряжения смещениязакон изменения которой находят изпервично измеренной вольт-фараднойхарактеристики по формуле Югде П - амплитуда тестового сигнала;П - напряжение смещенК - постоянная БольцмТ - температура,- заряд электрона;Ч - потенциал поверхности по 5лупроводника,и определяют характеристики элек-,тронных состояний расчетным путемпо повторно измеренной вольт-фарадной характеристике.1199153 5 ач,аи С ПИзобретение относится к областиполупроводниковой электроники, вчастности к способам оценки свойствграницы раздела полупроводник"диэлектрик.Цель изобретения - увеличениеточности и расширение энергетического интервала определения характеристик электронных состояний.На фиг.1 показана зависимостьамплитуды тестового сигнала от напряжения смещения, на фиг.2 - зависимость плотности электронных состояний на границе раздела полупроводник-диэлектрик от величины поверхностного потенциала полупроводникагде о - заряд электрона;К - постоянная Больцмана;Т - температура измерений0 - амплитуда тестового сигнала,"П - напряжение смещения;И - плотность электронныхсостояний на границераздела полупроводник-диэлектрик;9 - поверхностный потенциал5полупроводника .Пример реализации способа.Определяют характеристику электронных состояний на границе с раздела полупроводник-диэлектрик в структуре метал-диэлектрик-полупро" водник (МДП) в виде функции плотности электронных состояний в зависимости от величины поверхностногопотенциала полупроводника.ЩП структуру формируют на кремнии -типа проводимости с удельным . сопротивлением 10 Ом см (конентрацчя носителей заряда 3,26 10" эл/см) методами термического окисления(площадь структуры 0,01 см). Вольтфарадные характеристики снимают втермостатированном криостате при302,3 К с использованием автоматизированной системы на базе микроЭВМДЭ.Первично измеряют вольт-фараднуюхарактеристику при подаче тестовогосигнала постоянной амплитуды 26 мВс частотой сигнала 0,025 Гц при 5 изменении напряжения смещения отинверсии до обогащения пограничныхобластей полупроводника от +10 до15 В.Находят закон изменения амплиту ды тестового сигнала из первичноизмеренной вольтфарадной характеристики по формуле где для низкочастотных измерений емкость диэлектрика,найденная при напряжении смещения меньше -, ( ) - текущее значение низкочастотной емкости в за"висимости от напряжения смещения.Подставляя численные экспери 30ментальные значения С(0) и С ф= 253 пФ, рассчитывают зависимостьизображенную на фиг.1.Повторно измеряют вольт-фараднуюхарактеристику МДП структуры при подаче тестового сигнала с амплитудой,изменяющейся в зависимости от напряжения смещения,Расчетным путем определяют характеристику электронных состояний на40границе раздела полупроводник-диэлектрик в виде функции плотностиэлектронных состояний от величиныповерхностного потенциала полупроводника В = Е(Ч по известномуалгоритму с учетом уточненного, повторично-измеренной вольт-фараднойхарактеристике, значения емкости диэлектрика С = 253,8 пФ и текущихзначений С (П) (см.фиг.2).1199153 В/ю ехред Г.Гербе едактор П. Горько ректор В, БутягЬ Тирах 643 ПоВНИИПИ Государственного .комитпо делам изобретений и откр 113035, Москва, Ж, Рауаская н Закащ 3313/ дписное ета ССС оиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Узгород, ул. Проектная