Способ определения поверхностного заряда в мдп структурах

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ЗАРЯДА В МДП СТРУКТУРАХ, включающий воздействие поперечного магнитного поля на структуру, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения поверхностного заряда, измеряют вольт-фарадную характеристику до воздействия магнитного поля на структуру и после воздействия, затем определяют напряжение .плоских зон по отклонению экспериментально полученных вольт-фарадных характеристик от теоретической, построенной без учета воздействия магнитного поля, и определяют величину и стабильность поверхностного заряда по известной зависимости, при этом магнитную индукцию воздействующего поля устанавливают в пределах 0,1 - В 1 Т. W с: ч 00 :о Эд :о

(19l (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И

РЕСПУБЛИК

3(5g G 01 R 31/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

ГОСУДАРОТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3492143/18-21 (22) 16.09 ° 82 (46) 07.03.84. Бюл. 9 9 (72) T.ß.Êîíäðàòåíêî, И.H.Êoíîíåíêî, В.A.Áûêîâ и О.A.Êóçíåöîâ .(53) 621.382.2(088.8) (56) 1. Практикум по химии и технологии полупроводников. Под ред.

Я.А.Угая, М., "Высшая школа", 1978, с. 123-139.

2. Физика и техника полупроводников. Т. 10, вып. 2, 1976, с. 358-361. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ЗАРЯДА В МДП СТРУКТУРАХ, включающий воздействие поперечного магнитного поля на структуру, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения поверхностного заряда, измеряют вольт-фарадную характеристику до воздействия магнитного поля на структуру и после воздействия, затем определяют напряаение .плоских зон по отклонению экспериментально полученных вольт-фарадных характеристик от теоретической, построенной беэ учета воздействия магнитного поля, и определяют величину и стабильность поверхностного заряда по известной зависимости, при этом магнитную индукцию воздействующего ,поля устанавливают в пределах

0,1 В (1 Т.

1078363

Изобретение относится к электронной технике и может использоваться в микроэлектронике.

Известен способ определения вели чины и стабильности поверхностного заряда в МДП структуре, включающий 5 .снятие вольт-фарадной характеристи . ки, и построение теоретической вольт-фарадной характеристики для данного типа структуры (1) .

Недостатком способа определения Щ величины поверхностного заряда и его стабильности является длительное во времени, трудоемкое, обладаю.щее большой погрешностью измерение, более 50%, и не может давать точной информации о том, какой заряд в большей или меньшей мере влияет на стабильность поверхностного заряда в МДП структуре.

Наиболее близким к предложенному является способ определения поверхностного заряда. в МДП структурах, в котором магнитное поле .направляется параллельно плоскости р- q перехода затвора и перпендикулярно току канала. При этом на заряды, дрейфующие вдоль канала, будет действовать сила Лоренца, -отклоняющая их в направлении, перпендикулярном скорости дрейфа Ч и вектору магнит-. ной индукции В,.вследствие чего на . 30 границе канала с диэлектриком возни- . кает дополнительный электрический

Йаряд, поверхностная плотность которого равна =8 о Ен=6. о И "н 35 где Ец — поле Холла, равное E„ х 2

- плотность тока;

Й - постоянная Холла )2) .

Недостатком известного способа является то, что он требует многократных трудоемких измерений Холловского поля E>, а следовательно, ведет к невысокой точности определения поверхностного заряда.

Цель изобретения — повышение точности определения поверхностного заряда.

Цель достигается тем, что согласно способу определения поверхностиого заряда в МДП структурах, включающему воздействие поперечного магнитного поля на структуру, измеряют вольт.-фарадную характеристику до воздействия магнитного поля на струк-55 туру и после воздействия, затем определяют напряжения плоских эон по отклонению экспериментально получен- ных вольт-фарадных характеристик от теоретической, построенной без уче- 60 та воздействия магнитного поля, и определяют величину и стабильность поверхностного заряда по известной зависимости, прц этом магнитную индукцию воздействующего поля устанавливают в пределах 0,1 с В с 1 Т.

На фиг. 1 изображена структура металл-диэлектрик-полупроводник для

rr- б в поперечном магнитном полеу на фиг. 2 - изменение вольт-фарадной характеристики кремниевой структуры металл-диэлектрик-полупроводник в магнитном поле, где 1 — тео-ретическая зависимость, 2 - экспериментальная зависимость при отсутствии магнитного поля, 3 - экспериментальная зависимость при воздействии поперечного магнитного поля.

Способ осуществляют следующим образом.

Измеряется вольт-фарадная характеристика МДП структуры при отсутствии магнитного поля (фиг. 2, кривая 2), определяется напряжение плоских зон hUna g и величина поверхностного заряда Я, затем включается магнитное поле с регулируемой индукцией в пределах 0,1 - 1,0 T u повторно измеряется вольт-фарадная характеристика (фиг. 2, кривая 3).

Из графика определяется напряжение плоских зон при воздействии поперечного магнитного поля 6 Q и вычисляется величина поверхностного зарядаЯ . По разностидЯ = Ц э

-Q при В = co@et определяют стаБ5 бильность поверхностного заряда МДП структуры. Такое смещение вольт-фарадной характеристики в поперечном магнитном поле объясняется тем, что под действием силы Лоренца подвижные заряды, движущиеся в диэлектрике с определенной скоростью отклоняются и накапливаются на противоположных гранях диэлектрика.

Это приводит к перераспределению поверхностных зарядов, к изменению условий для перезарядки заряженных центров в диэлектрике, что далее приведет к уменьшению емкости при изменении приложенного напряжения.

Предлагаемый способ позволяет с высокой степенью точности и с меньшей трудоемкостью определить величи. ну поверхностного заряда Ц ++ и ei о стабильность ЬЯ, не прибегая к сложным и трудоемким Холловским изМерениям.

В сравнении с известными способами измерения поверхностного заряда и его стабильности предлагаемый позволяет снизить трудоемкость и повысить производительность труда более,. чем в 2 раза за счет исключения загрузки и выгрузки испытуемых образцов из С -V - установки в устройство термополевой обработки.

1078363

Составитель Т.Иванова

Редактор A.Øàíäîð Техред М.Тепер . Корректор A.Tÿñêî

Заказ 952/39 Тираж 711 . Подпиеное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й-35; Рауыская наб., д. 4/5

«ЮВ»

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4