Способ определения поверхностного заряда в МДП структурах Советский патент 1984 года по МПК H01L21/66 

Изобретение относится к электронной технике и может использоваться в микроэлектронике.

Известен способ определения вели чины и стабильности поверхностного заряда в МДП структуре, включакхций снятие вольт-фарадной характ.еристи-г ки, и построение теоретической вольт-фарадной характеристики для данного типа структуры ij . , Недостатком способа определения величины поверхностного заряда и ег,о стабильности является длительное во времени/ т удоемкое, обладгиощее 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 предложенногху является способ определения поверхностного заряда в МДП структурах, в котором магнитное поле направляется паргшлельно плоскости р-м перехода затвора и перпендикулярно току канала. При этом на заряды, рейфующие вдоль канала, будет действовать сила Лоренца, отклоняющая их в направлении перпендикулярном скорости дрейфа и вектору магнит-. ной индукции В, вследствие чего на границе кангша с диэлектриком возникает дополнительный электрический ёаряд, поверхностная плотность которого равна

б-.е.ев-ен-е-ео-в-4-к„,

где Ец - поле Холла, равное Ец

(Г X SU

) - плотность тока; R - постоянная Холла 2.

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

Цель изобретения - повышение точности определения поверхностного заряда.

Цель достигается тем, что согласно способу определения поверхностного заряда в МДП структурах, включающему воэдейстрие поперечного магнитного поля на структуру, измеряют вольТ-фарадную характеристику до воздействия магнитного поля ija струк туру и после воздействия, затем определяют напряжения 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 SJOM магнитную индукцию воздействукщего поля устанавливают в пределах 0,.

На фиг. 1 изображена структура 5 металл-диэлектрик-полупроводник для П- 6ч в поперечном магнитном поле; на фиг. 2 - измен.ен1се вольт-фарадной характеристики кремниевой структуры металл-диэлектрик-полупровод10 ник в магнитном поле, где 1 - теоретическая зависимость, 2 - экспериментальная зависимость при отсутствии магнитного поля, 3 - экспериментальная зависимость при воздействии

J5 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 лИпАл величина поверхностного заряда Q ( , затем включается магнитное поле с регулируемой индукцией в пределах 0,1 -1,0 Т и

25 повторно измеряется в.ольт-фарадная характеристика (фиг. 2, кривая З). Из графика определяется напряжение плоских зон при воздействии поперечного магнитного поляь1)п.з, и вычис0 лйетсЕ величина поверхностного зарядар55 По разностил05 0(55 -Q при В сопз, определяют стабильность поверхностного заряда МДП структуры. Такое смещение вольт-фа5 радной характеристики в поперечном магнитном поле объясняется тем, что под действием силы Лоренца подвижные заряды, движущиеся в диJлeктрике с определенной скоростью ,

Q отклоняются и накапливаются на противоположных гранях диэлектрика. Это приводит к перераспределению поверхностных зарядов, к изменению условий для перезарядки заряженных центров в диэлектрике, что далее

5 приведет к уменьшению емкости при изменении приложенного напряжения. Предлагаемый способ позволяет с. высокой степенью точности и с трудоемкостью определить веЛИчи0 ну поверхностного заряда Q 59 ° стабильность Л Q g , не прибегая к сложным и трудоемким Холловским из/лерёниям.

В сравнении с известными способа5 ми измерения поверхностного заряда и его стабильности предлагаемый позволяет снизить трудоемкость и повысить производительность труда более,, чем в 2 раза за счет исключения заг0 выгрузки испытуемых образцов из С -V - установки в устройство термополевой обработки.

(Bl Липя.з.

г/

/r.

t/

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