Способ определения параметров мдп структуры Советский патент 1979 года по МПК H01L21/66 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МДП СТРУКТУРЫ

Изобретение относится к контролю свойств полупроЕЮДНиковых материалов и может быть использовано при производстве МДП транзисторов и интегральных., микросхем.

Известен способ определения параметров диэлектрика путем изменения приращения напряжения плоских зон Upg в результате воздействия постоянного напряжения в течение нескольких минут без дополнительного воздействия высоких температур. Однако этот способ предусматривает приложение к МДП структуре постоянного напряжения, вызывающего электрическое поле, сравнимое с полем, вызываемым рабочим напряжением, но не позволяет активизировать в лТиэлектрике примеси-загрязнения с больщой энергией активизации.

Известен также способ контроля электрических свойств МДП структуры, заключаюгцийся в подаче на нее импульсного напряжения положительной полярности с изменяемой амплитудой и длительностью измерения тока, протекающего через структуру. Однако такой способ нельзя применить

для контроля зарядовой стабильности диэлектрика МДП транзистора.

Целью изобретения является расщирение возможностей способа и применение его для контроля зарядовой стабильности диэлектрика МДП гранз;к-тора.

Это достигается тем, что измеряют дрейф Bo.ibT-aMi.epHoi х: ч;ктер1 стики транзистора при подаче на его затвор импульсов длительностью не более 2 мкс.

В результате активации заряда в диэлектрике под воздействием электрического поля, создаваемого от импульса напряжения, можно в процессе наблюдения выходной вольт-амперной характеристики Лет ()/U3 const/p- или л-канальных МДП транзисторов измерять дрейф этой характеристики.

Использование импульсов малой длительности не приводит к развитию процессов пробоя диэлектрика, в то же время поляризация диэлектрика, протекание токов утечки и токов смещения способствуют лучщей ионизации при.месей-загрязнений в диэлектрике. Отсутствие воздействия высоких температур позволяет осуществлять контроль зарядовой стабильности диэлектрика МДП транзисторов в готовой схеме без разрушения ее элементов. Приложение воздействия в течение короткого времени позволяет совместить метод контроля стабильности диэлектрика МДП транзисторов с измерением выходных параметров транзистора в технологическом процессе. Способ может быть использован и для МДП конденсате- . ров, если в качестве контролируемого параметра использовать напряжение плоских зон. Параллельный сдвиг сток-затворник характеристик под воздействием импульсных напряжений как п, так и р-канальных МДП транзисторов указывает на изменение только порогового напряжения. Это позволяет перейти от изменений величины Лет в пологой области к ди о-пороговому напряжению и к плотности заряда NSS по расчетным формулам.

Пример реализации способа.

Контролю подвергают п и p-KaHavTbHbie МДП транзисторы, выполненные в интегральном исполнении как дополняющие с щириной канала 100 мкм и длиной 10 мкм. Диэлектрик затвора состоит из двух слоев:

1000 А термический 250 А - фосфорносиликатное стекло. На затвор подают импульсное напряжение амплитудой 100 В, длительностью 1,0 мкс, частотой 100 Гц в течение 40 с.

Дрейф порогового напряжения для п-канальных МДП транзисторов составляет - 1,5 В, а для р-канальных +8,5 В, что соответствует плотности заряда в диэлектрике 103 м-2 и 6-10Зм-2.

Формула изобретения

Способ окфеделения параметров МДП структуры, заключающийся в подаче на нее импульсного напряжения положительной полярности с изменяемой амплитудой и длительностью и .измерении токг, протекающего через структуру, отличаюш,ийся тем, что, с целью расширения возможностей способа и применения его для контроля зарядовой стабильности диэлектрика МДП транзистора, измеряют дрейф вольт-амперной характеристики транзистора при подаче на его затвор импульсов длительностью не более 2 МКС.