Разработка физико-технологических методов создания элементов биполярных и комплементарных структур металл-окисел-полупроводник, моделирование и управление их статическими и динамическими характеристиками, 3.2.01.1 : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель В. Б. Оджаев

Abstract

Объекты исследования: монокристаллический кремний, кремниевые диоды, МДП-структуры. Цель НИР: разработка физико-технологических методов управления статическими и динамическими характеристиками барьерных структур, создаваемых по БиКМОП технологии, и их физических моделей для анализа результатов межоперационного контроля эксплуатационных параметров интегральных микросхем (ИМС). В результате проведенных исследований установлена зависимость энергии активации обратного тока диодов - генераторов широкополосного шума - от приложенного обратного напряжения и определен уровень легирования исходных подложек монокристаллического кремния, приводящий к образованию «хвостов» плотности состояний зон разрешенных энергий в запрещенную зону, что уменьшает глубину залегания примесных уровней, ответственных за протекание генерационно-рекомбинационных процессов; показано, что предварительная лазерная обработка кремниевых подложек в атмосфере азота в виде параллельных линий вдоль кристаллографических направлений типа <110> позволяет повысить процент выхода годных приборов при изготовлении диодов-генераторов шума; установлен характер зависимости величины поверхностного заряда на границе раздела Si-SiO2-Si3N4 от толщины Si3N4; определены оптимальные параметры подзатворного диэлектрика на основе Si3N4 и режимы формирования базовой области вертикального n-p-n-транзистора для минимизации величины поверхностного заряда на границе полупроводник–диэлектрик и уменьшения термических напряжений. На тестовых структурах МОП-транзисторов показано, что в пластинах с геттером время жизни в 3–4 раза превышает время жизни неравновесных носителей заряда в пластинах без этого слоя; установлено, что перенос заряда в структурах Al/SiO2/n-Si, поврежденных высокоэнергетическим излучением, сопровождается интегральными релаксационными процессами, определяемыми совокупным влиянием как поверхностных состояний на границе раздела SiO2/n-Si, так и радиационных дефектов в глубине кремния; реализован метод по определению вклада перезарядки поверхностных состояний в режиме обеднения и перезарядки радиационных дефектов в МДП-структурах с глубокими уровнями в релаксационные процессы (режим инверсии электрической проводимости кремния).