авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Влияние дефектов на электрофизические свойства структур металл-полупроводник и металл-диэлектрик-полупроводник

-- [ Страница 3 ] --

коэффициент передачи ТМБ оказывают интерфе­ренционные эффекты, обусловленные прохождением частиц над потенциальной ямой, соответствующей области металлической базы, которые приводят к его квазипериодиче­ской осцилляции и могут быть использованы для получения заданных электрофизических свойств. Рассчитанные распределения потенциала в ОПЗ эмиттера и коллектора ТМБ по­зволяют прогнозировать наиболее вероятный механизм переноса носителей заряда в этой структуре для моделирования ВАХ транзистора с металлической базой.

Приведены соотношения, позволяющие прогнозировать параметры полупровод­никовых приборов, сформированных на основе МДП-структур. Анализ результатов прогнозирования электрофизических свойств и характеристик полупроводниковых приборов на основе МДП-структур с помощью разработанной модели показал, что электрофизические свойства МДП-структур – емкость диэлектрика и объемного заряда , величина объемного заряда и объемного потенциала , а также напряжения плоских зон позволяют прогнозировать величину порогового напряжения, размах и крутизну МДП-транзистора, коэффициенты нели­нейности и перекрытия, а также величину добротности МДП-варикапов; целенаправленное введение в полупроводник примесей, создающих в запрещенной зоне ГУ, позволит получить МДП-варикапы, имеющие особенности ВФХ вида «ступенька», «колокол», «волна» и др. (рис. 6 – 8); увеличение добротности МДП-варикапа может быть достигнуто путем уменьшения удельного сопротивления полупроводникового материала за счет его неоднородного легирования по заданному закону.

Таким образом, такие МДП-структуры можно использовать при проек­тировании варикапов, применяемых в составе перестраиваемых частотных фильтров.

В заключении сформулированы основные научные и практические резуль­таты работы.

В приложениях приводятся описание и схемы электрические принципиальные разработанных блоков автоматизированной системы диагностики полупроводниковых структур.

Основные результаты диссертационной работы

1. Рассмотрено влияние глубоких энергетических уровней и неравномерного рас­пределения электрически активных примесей на электрофизические свойства полупро­водниковых структур. Показана целесообразность учета этих факторов на распределения потенциалов, а также вольт-фарадные характеристики структур металл-полупроводник и металл-диэлектрик-полупроводник.

2. Разработана математическая модель распределения потенциала, позволяющая учитывать влияние ГУ и неравномерного распределения примесей на электрофизические свойства структур металл-полупроводник и металл-диэлектрик-полупроводник.

3. Проведено теоретическое исследование влияния ГУ и неравномерного распре­деления электрически активных примесей на распределения потенциалов в структурах металл-полупроводник и металл-диэлектрик-полупроводник, а также вольт-фарадные характеристики МДП-структур. Установлено, что акцепторные ГУ в кремнии n-типа проводимости могут приводить к уменьшению высоты потенциального барьера структуры металл-полупроводник на величину мВ; существенное влияние акцепторные ГУ с энергетическим положением эВ могут оказы­вать при температурах К, c эВ при К, с эВ при К; ВФХ МДП-структур при наличии в полупровод­нике акцепторных ГУ отличаются меньшими по абсолютной величине значениями напряжений инверсии, коэффициентов перекрытия, возможным появлением участков с отрицательной дифференциальной ем­костью.

4. С целью проведения экспериментального исследования произведена модернизация автоматизированной системы диагностики полупроводнико­вых структур, в ходе которой разработаны устройство определения температуры исследуемой полупроводниковой структуры, блок сопряжения и контроля, блок напряжения смещения, позволяющие расширить функциональные возможности АСДПС, а также повысить оперативность определения электрофизических свойств полупроводниковых структур и параметров ГУ.

5. Установлено, что при обработке пластин кремния электроискровым разрядом никелевым электродом, в его запрещенной зоне формируются акцепторные ГУ. Полученные значения энергий ионизации (, , , ) обусловлены комплексами дефектов с участием атомов никеля, а также близки к известным из литературы параметрам ГУ, обусловленных наличием в кремнии дислокаций.

6. Рассчитаны зависимости плотности поверхностных состояний от величины по­верхностного потенциала для рассмотренных МДП-структур с учетом наличия ГУ. Показано, что их учет повышает достоверность определения плотности поверхност­ных состояний.

7. Рассмотрены возможности применения разработанной модели при прогнози­ровании электрофизических свойств и характеристик полупроводниковых приборов, формируемых на основе структур металл-полупроводник и металл-диэлектрик-полупро­водник на примерах транзистора с металлической базой и поверхностного варикапа.

8. Исследо­вано влияние квантово-механических эффектов, обусловленных движением электронов в потенциальном поле структуры полупроводник-металл-полупроводник, на коэффициент передачи ТМБ. Установлено, что существенное влияние на коэффициент передачи ТМБ оказывают интерфе­ренционные эффекты, обусловленные прохождением частиц над потенциальной ямой, соответствующей области металлической базы, которые приводят к его квазипериодиче­ской осцилляции и могут быть использованы для получения заданных электрофизических свойств.

9. Показано, что применение разработанной модели позволяет уточнить выбор соответствующей теории переноса заряда в структурах металл-полупроводник, а также повысить достоверность определения электрофизических параметров границы раздела диэлектрик-полупроводник в МДП-структурах.

Таким образом, полученные результаты мо­гут быть использованы для оптимизации технологических режимов формирования актив­ных элементов ИС, уточнения электрофизических свойств полупроводниковых при­боров, а также физического моделирования характеристик перспективных активных эле­ментов сверхскоростных ИС на этапе их проектирования.

Публикации по теме диссертационной работы

1. Захаров А.Г., Богданов С.А. Вольт-фарад­ные характеристики МДП-структур с учетом однозаряд­ного глубокого энергетиче­ского уровня // Известия вузов. Северо-Кав­казский регион. 2007. № 5. С. 21–27.

2. Захаров А.Г., Котов В.Н., Богданов С.А. Моделирование распределения потен­циала в барьерах Шоттки транзистора с металлической базой // Нано- и микросистемная техника. 2007. № 4. С. 45–47.

3 Богданов С.А., Варзарев Ю.Н., Набоков Г.М. Автоматизированная система из­мерения параметров глубо­ких уровней в полупроводни­ковых структурах // Актуальные проблемы твер­дотельной электроники и микроэлектроники: Труды 8-й Международ­ной на­учно-технической конферен­ции. Часть 1 – Таганрог 2002 – С. 88 – 89.

4. Захаров А.Г., Филипенко Н.А., Богданов С.А. Моделирование влияния элек­три­чески активных примесей на вольт-фарадные характери­стики МДП-структур // Математи­ческие модели фи­зических процессов: Сб. на­учных трудов 10-й Междуна­родной научной конферен­ции. – Таганрог, 2004 – С. 121–124.

5. Захаров А.Г., Филипенко Н.А., Богданов С.А. Термоэлектрическая эффек­тив­ность дислокационного электронно-дырочного пере­хода // Математические модели фи­зических процессов: Сб. на­учных трудов 11-й Междуна­родной научной конферен­ции. – Таганрог, 2005 – C. 125-127.

6. Захаров А.Г., Богданов С.А., Набоков Г.М. Автоматизированный комплекс для диагностики МДП-струк­тур // Опто- и наноэлектроника, нанотехнологии и микросис­темы: Труды 3-й междуна­родной конференции. – Улья­новск, 2005 – С. 70.

7. Захаров А.Г., Богданов С.А. Влияние электрически актив­ных примесей и их распреде­ления на вольт-фарадные ха­рактеристики МДП-структур // Актуальные проблемы твер­дотельной электроники и микроэлектроники. Труды 10-й Международной науч­ной конференции. – Та­ганрог, 2006 – С. 93–95.

8. Захаров А.Г., Богданов С.А. Моделирование влияния глу­боких энергетических уровней на вольт-фарадные характери­стики МДП-структур // Опто-, наноэлектроника, на­нотехнологии и микросис­темы: Труды IV Междуна­родной конференции. – Уль­яновск, 2006. – С. 118.

9. Захаров А.Г., Филипенко Н.А., Богданов С.А. Исследование свойств границы раздела диэлектрик-полупро­водник в МДП-структуре с глубокими энергетическими уровнями // Труды IX Международной кон­ференции «Современный физический практикум». Волгоград, – 2006. – С. 128–129.

10. Захаров А.Г., Колпачев А.Б., Богданов С.А. Концепция модели функцио­нирова­ния транзистора с про­водящей базой нанометриче­ских размеров // Актуальные проблемы твер­дотельной электроники и микроэлектроники: Труды 10-й Международной науч­ной конференции. – Та­ганрог. – 2006. – C. 40–42.

11. Захаров А.Г., Богданов С.А., Варзарев Ю.Н., Набоков Г.М. Устройство для оп­ределения температуры полупроводнико­вой структуры при измерении параметров глубо­ких энергети­ческих уровней // Известия ТРТУ. – Таганрог, 2004. № 8 (43). – C. 214–215.

12. Захаров А.Г., Богданов С.А. Моделирование распределения потенциала в при­поверхност­ной области полупроводника с глубокими уровнями // Известия ТРТУ. – Та­ганрог, 2005. № 9. – С. 217–222.

13. Захаров А.Г., Богданов С.А. Моделирование вольт-фарадных характеристик МДП-структур с неоднородным рас­пределением основной леги­рующей примеси// Извес­тия ТРТУ. – Таганрог: ТРТУ, 2006. № 9. – С. 57–61.

В работах, написанных в соавторстве, личный вклад автора состоит в следующем: [1, 7 – 9, 12, 13] проведено моделирование и исследование влияния глубоких энергетических уровней и неравномерного распределения электрически активных примесей на электрофизические свойства и характеристики рассматриваемых в работах полупроводниковых структур; [2] выполнено моделирование распределения потен­циала в барьерах Шоттки транзистора с металлической базой (ТМБ) для различных законов распределения легирующей примеси; [3] разработано программное обеспечение обработки экспериментальных данных с целью расчета параметров ГУ, а также определения электрофизических свойств границы раздела диэлектрик-полупроводник; [4] предложен метод моделирования влияния электрически активных примесей на вольт-фарадные характеристики МДП-структур; [5] произведена оценка величины термоэлектрической эффективности дислокационного электронно-дырочного перехода; [6] предложена структурная схема автоматизированного комплекса для диагностики МДП-структур; [10] предложена концепция построения модели ТМБ нанометриче­ских размеров; [11] разработано устройство оп­ределения температуры исследуемой полупроводнико­вой структуры.

Типография Технологического института Южного федерального университета в г. Таганроге

Зак. № Тираж 110 экз.



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.