Abstract

Thin films of cerium oxide are increasingly used in electronics. This interest is primarily due to the unique properties of cerium oxide: high dielectric constant; high dielectric strength; high refractive index; similarity to silicon in the crystal lattice parameter; thin film production methods are compatible with classical silicon MIS technology. The aim of this work is to establish a relationship between the electrophysical parameters of MIS structures and the technological method for producing thin dielectric films by analyzing the system of electric charges in a dielectric and at the insulator-semiconductor interface. The dependence of the electrophysical parameters of the MIS structure on the method for producing thin dielectric films is most clearly manifested in the capacitance – voltage (C – V) characteristics of these structures. This dependence is directly related to the system of electric charges in the insulator and at the insulator-semiconductor interface, which depends on the technological process of creating thin dielectric films on a semiconductor substrate.The system of charges at the insulator-semiconductor interface and near it is considered. It has been established that only the charge fixed in the dielectric influences the CV characteristics of such structures, since there are no other types of charges and / or their number is negligible. The article discusses methods for producing thin cerium oxide films that are compatible with classical silicon technology. It is shown that the capacitance-voltage characteristics (CV characteristics) of aluminum – cerium – silicon structures depend on the producing method of the dielectric film. To identify the presence of charge fixed in the dielectric, approximation of the CV characteristic was use in the voltage range corresponding to the depletion mode of the surface layer of the semiconductor. Since all experimental characteristics in the depletion mode of the surface layer of the semiconductor coincide with linear approximation, it should be assumed that the charge fixed in the dielectric is absent in the studied structures.It is established that the MIS structures obtained using the flash method are characterized by reversible changes in their flat-band voltage, due to a change in the charge value fixed in the dielectric, under the influence of external factors. The method of oxidation of a metal mirror makes it possible to obtain MIS structures with a charge fixed in a dielectric independent of external factors.Ref. 9, fig. 13.

Highlights

  • Thin films of cerium oxide are increasingly used in electronics

  • This interest is primarily due to the unique properties of cerium oxide

  • similarity to silicon in the crystal lattice parameter

Read more

Summary

ВВЕДЕНИЕ

Особое внимание уделяется использованию оксида церия в роли подзатворного диэлектрика в МДП-структурах и приборах на их основе. Прежде всего, уникальными свойствами оксида церия: высокая диэлектрическая проницаемость; высокая электрическая прочность; высокий показатель преломления; схожесть с кремнием по параметру кристаллической решетки, что позволяет использовать его в кремниевых приборах со структурой металл-диэлектрикполупроводник (МДП) [1]–[3]. Зависимость электрофизических параметров МДП-структуры от метода получения тонких пленок диэлектрика наиболее ярко проявляется на вольтфарадных характеристиках (ВФХ) этих структур. Эта зависимость непосредственно связана с системой электрических зарядов в диэлектрике и на границе раздела диэлектрик-полупроводник, зависящей от технологического процесса создания тонких диэлектрических пленок на полупроводниковой подложке. Целью данной работы является установление связи между электрофизическими параметрами МДП-структур и технологическим методом получения тонких диэлектрических пленок посредством анализа системы электрических зарядов в диэлектрике и на границе раздела диэлектрик-полупроводник

ЭФФЕКТИВНЫЙ ЗАРЯД В ДИЭЛЕКТРИКЕ
Метод вспышки
Метод окисления металлического зеркала
ВОЛЬТ-ФАРАДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТРУКТУР АЛЮМИНИЙ – ОКСИД ЦЕРИЯ – КРЕМНИЙ
АНАЛИЗ ВОЛЬТ-ФАРАДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИССЛЕДУЕМЫХ МДП-СТРУКТУР
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call