М И Н И СТ Е РСТ В О О БРА ЗО В А Н И Я РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И
В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н Ы Й У Н И В Е РСИ Т Е Т
Э Л Е КТР О Ф И З И Ч Е С КИ Е М Е ТО Д Ы
И С С Л Е Д О В А Н И Я М Д П -С ТР У КТУ Р
Часть 2
У чеб ноепособ ие
по лекционному курсу
«Ф изикаи метрология М Д П -структур»
по специальности
014100 «М икроэлектроникаи
полупроводниковы еприб оры »
В О РО Н Е Ж
2003
2
У тверж дено научно-методическим советом
ф изического ф акультета9 я нваря 2003 г. Составитель Бормонтов Е . Н . У чеб ноепособ иеподготовлено накаф едреф изики полупроводников
и микроэлектроники ф изического ф акультета В оронеж ского
государственного университета. Рекомендуется для студентов 4 курса специальности 014100 -
«М икроэлектроникаи полупроводниковы еприб оры ».
3
Р абота № 3
А В ТО М А ТИ З И Р О В А Н Н Ы Й КО Н ТР О Л Ь Э Л Е КТР О Ф И З И Ч Е С КИ Х
П А Р А М Е ТР О В М Д П -С ТР У КТУ Р
Теоретическая часть
М Д П - структуры леж ат в основе конструкции б ольш инства
современны х приб оров микроэлектроники и в то ж е время я вля ю тся
такими об ъ ектами ф изических исследований, на которы х могут б ы ть
вы я снены механизмы практически всех электронны х процессов,
разы гры ваю щ ихся в приповерхностны х слоя х полупроводника, на
границах раздела полупроводник-диэлектрик, металл-диэлектрик, а
такж е в самих полупроводниках и диэлектриках. В свя зи с этим ф изика
данны х структур занимает важ ное место в современной
микроэлектронике. Д ля исследования электроф изических характеристик М Д П -
структур предлож ено б ольш ое количество методов.
В настоя щ ей
раб оте рассматривается метод вы сокочастотны х (В Ч) вольт-
ф арадны х характеристик (В Ф Х) как наиб олее универсальны й,
позволя ю щ ий проводить достаточно б ы стро эксперимент, имею щ ий
хорош о разраб отанную теорию и легко поддаю щ ийся автоматизации.
1. М Д П -структураи еехарактеристики
О сновны ми характеристиками М Д П -структуры я вля ю тся :
поверхностны й электростатический потенциал ψs, плотность
поверхностны х состоя ний Nss и их энергетическое распределение в
запрещ енной зоне полупроводника, величина встроенного в диэлектрик
заря да и его подвиж ность, рекомб инационны е параметры (время
ж изни, эф ф ективны е сечения , скорость поверхностной рекомб инации) и
др. [1-3]. О сновополагаю щ ая идея для б ольш инства вольт-ф арадны х (C-V)
методов измерения и расчета характеристик М Д П -структур состоит в
том, что граничны есостоя ния сами по себ еневлия ю т непосредственно на
ф орму и другиехарактеристики об ласти пространственного заря да(О П З)
полупроводника.