Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Влияние неоднородности толщины диэлектрика на свойства туннельных МОП структур Al/ (1-4 нм) SiO2/Si

Диссертация: Влияние неоднородности толщины диэлектрика на свойства туннельных МОП структур Al/ (1-4 нм) SiO2/Si
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Наличие неоднородностей толщины слоя Si02 может приводить к значительному увеличению туннельного тока по сравнению со случаем Od = 0, а также к изменению формы вольтамперных кривых. Поэтому представляется, что учет пространственной неоднородности толщины Si02 является важным шагом в моделировании характеристик туннельных МОП структур. Несомненно также, что наличие статистического разброса толщины… Читать ещё >

Влияние неоднородности толщины диэлектрика на свойства туннельных МОП структур Al/ (1-4 нм) SiO2/Si (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Глава 1. Обзор литературы
    • 1. 1. Понятие «туннельная МОП структура»
      • 1. 1. 1. Определение и характерные параметры
      • 1. 1. 2. Распределение напряжения в туннельной МОП структуре
    • 1. 2. Современные тенденции скейлинга в микроэлектронике
    • 1. 3. Основные свойства МОП структур с толщиной окисла менее 3 нм
      • 1. 3. 1. Режим аккумуляции
      • 1. 3. 2. Режим обеднения/инверсии в структурах на подложке n-S
      • 1. 3. 3. Режим обеднения/инверсии в структурах на подложке p-S
      • 1. 3. 4. Электролюминесценция
    • 1. 4. Обзор применений туннельных МОП структур
      • 1. 4. 1. Полевой транзистор (MOSFET)
      • 1. 4. 2. Биполярный оже-транзистор с туннельным МОП эмиттером
    • 1. 5. Проблема неоднородности толщины диэлектрика в литературе
      • 1. 5. 1. Качественное описание влияния неоднородности
      • 1. 5. 2. Происхождение неоднородности толщины диэлектрика

Предметом исследования в настоящей работе являются туннельные МОП (МОП = Металл-Оксид-Полупроводник) структуры Al/Si02/Si, обладающие существенной неоднородностью распределения толщины слоя диоксида кремния по площади.

МОП структура называется «туннельной», если между металлическим электродом и полупроводниковой подложкой возможен перенос заряда посредством прямого квантовомеханического туннелирования через диэлектрик. Ток данной природы становится заметным по величине, когда средняя толщина окисла составляет менее 3−4 нм. Наличие туннельной утечки обусловливает — в режиме обратного смещенияперераспределение структурой напряжения для достижения баланса токов неосновных носителей. Данное обстоятельство приводит к тому, что смещение на диэлектрике туннельных структур оказывается меньше, чем можно было бы ожидать, применяя модели МОП структур с непроницаемым диэлектриком [1].

Любая пленка диэлектрика характеризуется номинальной толщиной dn, среднеквадратичным отклонением толщины ста, а также пространственным масштабом неоднородности толщины L Значение последнего интересно само по себе, а также в сравнении с линейными размерами изготавливаемых приборов L.

Актуальность темы

.

Процесс миниатюризации полевых МОП транзисторов (MOSFET) предполагает использование все более тонких слоев диоксида кремния в качестве подзатворного диэлектрика [2]. Сравнительно недавно была установлена возможность использования туннельно-тонкого слоя Si02 в затворной секции [3] (ранее она исключалась, поскольку наличие туннельного тока считалось непреодолимым препятствием). В настоящее время номинальная толщина окисла dn в промышленно выпускаемых MOSFET составляет менее 3 нм, и поэтому МОП структуры с 1−3 нанометровым слоем диоксида кремния стали предметом особого интереса.

Ввиду сильной зависимости плотности туннельного тока от толщины диэлектрика, влияние неоднородности толщины пленки Si02 на характеристики приборов резко усиливается по мере снижения номинальной толщины dn. В ежегодно публикуемых прогнозах развития электронной промышленности ITRS (International Technology.

Roadmap for Semiconductors) сформулированы весьма жесткие требования к статистическому разбросу толщины SiCh: его полуширина не должна превышать 4% от значения dn [2].

Несмотря на важность проблемы неоднородности толщины, исследования в этом направлении ограничивались, в основном, чисто технологической стороной, то есть задачей снижения величины.

Цель работы.

Главной целью данной работы является исследование электрофизических и оптических свойств туннельных МОП структур Al/Si02/Si, обладающих пространственной неоднородностью толщины диоксида кремния. В рамках данной работы решались следующие задачи:

1. Разработка статистической модели для расчета дисперсии средней (по площади структуры) плотности тока при заданной величине отношения размеров прибора к характерному масштабу пространственной неоднородности толщины Si02.

2. Развитие методики экспериментального определения (с использованием зависимостей п. 1) характерного масштаба неоднородностей диэлектрической пленки X.

3. Анализ особенностей протекания тока в туннельных МОП структурах Al/Si02/Si большой площади (L «X) при прямом и обратном смещениях, в частности, изучение влияния статистического разброса толщины Si02 на параметры S-образных вольтамперных характеристик (ВАХ) бистабильных структур Al/Si02/n-Si.

4. Экспериментальное определение параметров статистического разброса толщины диэлектрика на основе обработки вольтамперных характеристик структур большой площади.

5. Анализ особенностей спектров люминесценции туннельных МОП структур при наличии флуктуаций толщины пленки диоксида кремния.

6. Рассмотрение вызываемых электрической перегрузкой образцов количественных и качественных изменений электрофизических характеристик структур Al/SiCVSi, обладающих пространственно-неоднородным слоем SiC>2.

7. Разработка и апробация метода диагностики повреждения диэлектрика на основе анализа характеристик люминесценции туннельной МОП структуры.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Помимо среднего (номинального) значения dn и дисперсии а] толщины, для описания слоя SiC>2 должен быть введен еще один параметр — характерный пространственный масштаб неоднородности толщины окисла X. Величину X можно определить как максимальное расстояние между двумя точками, локальные толщины которых еще нельзя рассматривать как независимые (то есть между ними есть корреляция).

2. Если линейный размер туннельной МОП структуры L (L ~ Sm, где S — площадь) сравним с параметром X или меньше него, то следует говорить не о конкретной ВАХ, а об ансамбле ВАХ, реализующихся с большей или меньшей вероятностью. С помощью модели неоднородного по толщине окисла могут быть рассчитаны зависимости среднеквадратичного отклонения ci/s средней по площади структуры плотности тока I/S при заданном напряжении от отношения Lfk, а также функции плотности распределения величины US. По мере увеличения отношения L/X, статистический разброс величины US уменьшается, а плотность распределения US в пределе L «X стремится к 8-функции. Это соответствует случаю больших структур, ток в которых не испытывает флуктуаций и практически всегда равен своему среднему значению.

3. Величина характерного масштаба пространственной неоднородности X может быть оценена экспериментально. Для этой цели, располагая статистическим ансамблем измеренных ВАХ туннельных МОП структур, следует определить значение c^s для некоторого напряжения V. Если известны параметры dn и a.

4. В приборах большой площади (L «X) влияние неоднородности окисла на прямую ветвь ВАХ достаточно тривиально и сводится, в основном, к увеличению тока / по сравнению со случаем однородного слоя Si02 той же номинальной толщины (при ad ф 0 диэлектрик становится эффективно тоньше). Однако, помимо роста I, несколько искажается форма характеристик, что можно использовать для экспериментального определения параметра о а.

5. При обратном смещении приборов большой площади наличие дисперсии толщины диэлектрика приводит к перераспределению напряжения в структуре (по сравнению со случаем od = 0). В бистабильных структурах Al/Si02/n-Si при этом происходит сдвиг напряжений переключения и удержания в сторону больших значений, связанный со снижением коэффициента инжекции туннельного МОП эмиттера при уменьшении эффективной толщины Si02. В приборах Al/Si02/p-Si на сильнолегированной подложке происходит размытие особенностей ВАХ, связанных с активацией туннельного переноса между валентной зоной и зоной проводимости кремния и резонансным переносом электронов.

6. Мягкий пробой туннельных МОП структур с пространственно-неоднородным слоем Si02 может сопровождаться заметным уменьшением тока в диапазоне относительно высоких напряжений смещения.

7. Повреждение окисла при электрической перегрузке обратно-смещенных структур Al/Si02/n-Si сопровождается расширением области отрицательного дифференциального сопротивления. Деградация диэлектрика может привести к срыву включенного состояния и потере структурой бистабильности. Коэффициент инжекции туннельного МОП эмиттера при этом снижается.

8. Мониторинг интенсивности люминесценции туннельной МОП структуры на фиксированной длине волны может служить инструментом для диагностики повреждения пленки диоксида кремния. Данный метод представляет интерес при измерениях на относительно высоких напряжениях при наличии пространственной неоднородности толщины окисла. Именно в этих условиях наблюдается спад тока при мягком пробое.

Апробация работы.

Основные результаты настоящей работы докладывались на следующих международных конференциях: European Material Research Society Spring Meeting (E-MRS'99), Strasbourg, France (1999) — Conferencia de Dispositivos Electronicos (CDE'99), Madrid, Espana (1999) — 11th conference on INsulating Films On Semiconductors (INFOS'99), Kloster Banz, Germany (1999) — 8th International Symposium «Nanostructures: Physics and Technology», St.-Petersburg, Russia (2000) — lSeme Journee Nanotechnologie, Paris, France (2003).

Предложенные в работе методики исследования туннельных МОП структур с неоднородно распределенной толщиной окисла были опробованы в рамках Программы Летней Интернатуры в компании Samsung (Samsung Summer Internship Program — 2005). Материалы, вошедшие в диссертацию, обсуждались также на семинарах Лаборатории Мощных Полупроводниковых Приборов ФТИ РАН.

По материалам диссертационной работы была опубликована 21 научная работа, список которых приведен после Заключения.

Работа выполнена в Лаборатории Мощных Полупроводниковых Приборов ФТИ РАН. Структура диссертационной работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав (первая представляет собой литературный обзор), заключения и списка литературы. Общий объем составляет 147 страниц, включая 63 рисунка и 2 таблицы. Список цитируемой литературы содержит 135 наименований.

Заключение

.

Результаты исследований, проведенных в рамках диссертационной работы, позволяют сделать следующие выводы:

1. Для описания слоя SiC>2 в туннельной МОП структуре, помимо среднего значения толщины dn и ее среднеквадратичного отклонения Cd, должен быть использован еще один параметр — характерный масштаб пространственной неоднородности толщины X.

Введение

и учет этого параметра особенно важны при анализе поведения приборов с малыми линейными размерами L.

2. Разработана статистическая модель, позволившая рассчитать функции распределения средней плотности тока в структуре I/S во всем диапазоне изменения отношения ЫХ. С помощью этих функций распределения были получены зависимости среднеквадратичного отклонения C[/s величины I/S от отношения LIX.

3. При увеличении отношения L/X статистический разброс I/S уменьшается. Математически это выражается в том, что плотность распределения стремится к 5-функции, а дисперсия.

4. Развита методика экспериментального определения значения параметра X. На основании статистического разброса тока (при фиксированном напряжении) вычисляется экспериментальное значение gi/s, после чего, используя теоретическую зависимость оу$,(ЫХ), можно оценить значение X, если известны dn и CTd.

5. В структурах большой площади при обеих полярностях напряжения наличие неоднородности толщины Si02 увеличивает токи в туннельной МОП структуре по сравнению с токами в случае однородной пленки окисла той же номинальной толщины. В работе были проведены соответствующие расчеты, претендующие на количественную точность.

6. В случае обратного смещения МОП структур на подложках обоих типов проводимости положение квазиуровня Ферми неосновных носителей определяется из уравнения интегрального баланса и может существенно измениться при варьировании параметра ad.

7. В режиме инверсии бистабильных структур Al/Si02/n-Si большой площади флуктуации толщины Si02 приводят к сдвигу напряжений удержания и переключения в сторону больших абсолютных значений. Это объясняется тем, что структуры с заметной дисперсией толщины SiC>2 ведут себя как эффективно более тонкие, а коэффициент инжекции туннельного МОП эмиттера снижается при уменьшении толщины окисла.

8. В обратно-смещенных структурах Al/Si02/p-Si, выполненных на сильнолегированных подложках, происходит сдвиг напряжения активации туннельного переноса через запрещенную зону кремния и резонансного переноса электронов. Соответствующие особенности ВАХ размываются.

9. Предложен и опробован способ определения номинальной (средней) толщины слоя окисла dn и ее среднеквадратичного отклонения Cd на основе анализа экспериментальных ВАХ структур большой площади.

10. Мягкий пробой в структурах с неоднородным диэлектриком может сопровождаться не увеличением, а уменьшением полного тока. Такое нетривиальное проявление мягкого пробоя наблюдается при наличии существенной пространственной неоднородности толщины диэлектрика.

11. Перегрузка образца по току/напряжению приводит к расширению области отрицательных дифференциальных сопротивлений обратно-смещенных структур Al/Si02/n-Si. Мягкий пробой может приводить к срыву включенного состояния и потере структурой бистабильности. Трансформация выходных характеристик оже-транзистора с туннельным МОП эмиттером при деградации/пробое происходит по тому же сценарию, что изменение формы ВАХ диодных структур Al/Si02/n-Si. При этом малосигнальный коэффициент усиления названного транзистора снижается.

12. Развита методика исследования мягкого пробоя, основанная на мониторинге интенсивности излучения туннельных МОП структур на фиксированной длине волны и удобная для испытаний стойкости образцов с неоднородным слоем Si02 при относительно высоких смещениях. После акта мягкого пробоя отношение интенсивность-ток всегда резко падает, в то время как скачок тока может происходить не только в сторону увеличения, но и в сторону уменьшения.

Научная новизна результатов работы.

В настоящей работе было впервые предпринято комплексное исследование особенностей поведения туннельной МОП структуры, связанных с неоднородностью распределения толщины диэлектрика.

Введен в рассмотрение важный дополнительный параметр — пространственный масштаб неоднородности толщины. диэлектрика X, который должен быть соотнесен с линейными размерами исследуемых образцов L. Было выделено два предельных случая: приборы большой (L «X) и малой площади (L < X или даже L «X). Разработан метод анализа статистического ансамбля ВАХ туннельных МОП структур во всем диапазоне изменения отношения LfX. Этот метод позволяет оценить беличину X.

Развитые в работе модели расчета вольтамперных кривых структур Al/SiO^Si с пространственно-неоднородным слоем окисла позволяют определять значения номинальной толщины dn и среднеквадратичного отклонения аа на основании обработки экспериментальных ВАХ. Такое нахождение величин da и ста представляется менее трудоемким, чем с помощью ТЕМи AFM-измерений. Было показано, что связанное с флуктуациями толщины окисла изменение поведения туннельных МОП структур в режиме инверсии определяется не только увеличением локальной плотности тока в наиболее тонких местах структуры, но и — что не менее существенноперераспределением напряжения между кремниевой подложкой и пленкой ЭЮг-Необходимые возможности для количественных расчетов появились сравнительно недавно, так как лишь в последнее время окончательно установились численные значения параметров для моделирования туннельных токов через Si02.

Впервые обнаружено, что, в отличие от традиционного увеличения туннельного тока после мягкого пробоя диэлектрика, при наличии значительной дисперсии толщины возможно также скачкообразное его уменьшение. В описанном случае для диагностики повреждений Si02 удобной является предложенная методика, основанная на анализе эпюр интенсивности излучения МОП структур.

Практическое значение работы.

Исследование свойств туннельной МОП структуры представляет большой практический интерес в связи с ее использованием в качестве затворной секции современного MOSFET (с диоксидом кремния в качестве подзатворного диэлектрика). Наличие статистического разброса толщины Si02 ведет к искажению выходных характеристик, флуктуациям величины порогового напряжения транзисторов, увеличению энергозатрат интегральных схем. В связи с этим, целенаправленное изучение характеристик структур

Al/(Jn<3HM)Si02/Si с неоднородным слоем Si02 является весьма важной и актуальной задачей в данной области.

Введение

характерного масштаба X необходимо в связи с параметризацией неоднородного слоя Si02. С другой стороны, его величина — наряду со значением дисперсии толщины crj — является своего рода критерием качества туннельно-тонкой пленки Si02. Поскольку линейные размеры промышленно выпускаемых MOSFET снизились до 50 нм, величина X должна быть весьма малой (чтобы выполнялось условие L «X), поскольку в противном случае ожидается разброс характеристик MOSFET от прибора к прибору.

Наличие неоднородностей толщины слоя Si02 может приводить к значительному увеличению туннельного тока по сравнению со случаем Od = 0, а также к изменению формы вольтамперных кривых. Поэтому представляется, что учет пространственной неоднородности толщины Si02 является важным шагом в моделировании характеристик туннельных МОП структур. Несомненно также, что наличие статистического разброса толщины Si02 должно учитываться при метрологических измерениях параметров туннельного барьера (например, эффективной массы дырок в Si02) и процессов энергетической релаксации горячих электронов в кремнии (квантового выхода оже-ионизации).

Параметры dn и ad могут быть определены с помощью обработки измеренных вольтамперных кривых МОП структур большой площади. Эта методика более удобна, чем относительно трудоемкие измерения с помощью микроскопа атомных сил или просвечивающего электронного микроскопа. Заметим, что вольтфарадные (C-V) и эллипсометрические измерения не дают информации о дисперсии crj, поскольку C-V характеристики практически не чувствительны к флуктуациям толщины, а в случае эллипсометрических измерений диаметр зонда велик (по сравнению с величиной X) и происходит усреднение толщины по огромному количеству неоднородностей.

Одной из важных проблем микроэлектроники является проблема стойкости образцов к длительному протеканию тока высокой плотности. В связи с этим представляются актуальными проведенные исследования влияния повреждения Si02 на выходные характеристики оже-транзистора с туннельным МОП эмиттером, который топологически идентичен полевому транзистору. Практическое значение может иметь также использование мониторинга интенсивности излучения МОП структуры на фиксированной длине волны для изучения мягкого пробоя в структурах со статистическим разбросом толщины Si02.

Описанные в работе методики анализа свойств туннельных структур Al/Si02/Si применимы и в случае других МОП систем, например, с использованием альтернативных диэлектриков (high-K материалов).

В заключение я хочу выразить благодарность всем сотрудникам Лаборатории мощных полупроводниковых приборов ФТИ РАН за доброжелательное отношение и благоприятную рабочую атмосферу.

Отдельно автор хотел бы поблагодарить своего научного руководителя Михаила Исааковича Векслера за постановку задач, плодотворные дискуссии и моральную поддержку в ходе всей совместной работы.

Автор признателен также Александру Федоровичу Шулекину за полезные советы и помощь на всех этапах работы.

Наконец, я благодарен заведующему лабораторией Игорю Всеволодовичу Грехову за постоянное внимание к работе и поддержку.

Список публикаций по теме диссертации.

1. S.V. Gastev, I.V. Grekhov, A.F. Shulekin, S.E. Tyaginov, N. Asli, P. Seegebrecht, M.I. Vexler, H. Zimmermann. Luminescence measurements on MOS tunnel diodes as a method of finding the photon emission rates in silicon. Abstr. of the European Material Research Society (E-MRS) 1999 Spring Meeting, Strasbourg, France, p. K-15 (1999).

2. N. Asli, S.V. Gastev, P. Seegebrecht, A.F. Shulekin, S.E. Tyaginov, M.I. Vexler, P.D. Yoder, H. Zimmermann. Some new aspects of a high current density operation of MOS tunnel devices with a sub-3 nm-thick insulator layer. Act as de la Conferencia de Dispositivos Electronicos (CDE'99), pp. 219−222, Madrid, Espana (1999).

3. N. Asli, S.V. Gastev, I.V. Grekhov, P. Seegebrecht, A.F. Shulekin, S.E. Tyaginov, M.I. Vexler, H. Zimmermann. Al/Si02 (2.0−2.5 nm)/p-Si tunnel junction as a light emitter. Microelect. Eng., v. 48, No. 1−4 (Proceedings of the 11th conference on INsulating Films On Semiconductors (INFOS'99), Kloster Banz, Germany), pp. 7982 (1999).

4. I.V. Grekhov, A.F. Shulekin, S.E. Tyaginov^ M.I. Vexler. Soft breakdown in the bistable MOS tunnel structures. Proceedings of the 8th International Symposium «Nanostructures: Physics and Technology», St.-Petersburg, pp. 502−505 (2000).

5. N. Asli, S.V. Gastev, I.V. Grekhov, P. Seegebrecht, A.F. Shulekin, S.E. Tyaginov, M.I. Vexler, H. Zimmermann. Luminescence measurements on MOS tunnel diodes as a method of finding the photon emission rates in Silicon. Materials Science in Semiconductor Processing, v. 3, pp. 539−543 (2000).

6. R. Khlil, Y. Jin, A. El Hdiy, M.I. Vexler, S.E. Tyaginov, A.F. Shulekin. Effets de pre-claquage dans des MOS tunnel, 13eme Journee Nanotechnologie. Online version: http://www.clubnano.asso.fr/journeel3/posters/poster30.pdf.

7. R. Khlil, A. El Hdiy, A.F. Shulekin, S.E. Tyaginov, M.I. Vexler. Soft breakdown of MOS tunnel diodes with a spatially non-uniform oxide thickness. Microelectronics Reliability, v. 44, No. 3, pp. 543-=546 (2004).

8. А. Ф. Шулекин, С. Э. Тягинов, R. Khlil, A. El Hdiy, М. И. Векслер. Мягкий пробой как причина спада тока в туннельной МОП структуре. ФТП, 2004, т. 38, вып. 6, стр. 753−756 (2004).

9. N. Asli, М. И. Векслер, И. В. Грехов, P. Seegebrecht, С. Э. Тягинов, А. Ф. Шулекин. Излучательная рекомбинация в кремниевой туннельной МОП-структуре. ФТП, т. 38, вып. 9, стр. 1068−1073 (2004).

10. С. Э. Тягинов, М. И. Векслер, «А. Ф. Шулекин, И. В. Грехов. Влияние пространственной неоднородности толщины диэлектрика на вольтамперные характеристики туннельных МОП структур. Письма в ЖТФ, т. 30, вып. 24, стр.

7−11 (2004).

11. A. El Hdiy, R. Khlil, Y. Jin, S.E. Tyaginov, A.F. Shulekin, M.I. Vexler. An aluminum-gate metal-oxide-silicon capacitor with a tunnel-thin oxide under the bidirectional electric stress. J. Appl. Phys., v. 98, Paper No. 24 501 [5 pages] (2005).

12. С. Э. Тягинов, N. Asli, М. И. Векслер, А. Ф. Шулекин, P. Seegebrecht, И. В. Грехов. Мониторинг интенсивности люминесценции туннельной МОП структуры с пространственно неоднородной толщиной диэлектрика. Письма в ЖТФ, т. 31, вып. 8, стр. 47−51 (2005).

13. S.E. Tyaginov, M.I. Vexler, A.F. Shulekin, I.V. Grekhov. Statistical analysis of tunnel currents in scaled MOS structures with a non-uniform oxide thickness distribution. Solid-State Electronv. 49, No. 7, pp. 1192−1197 (2005).

14. P.D. Yoder, M.I. Vexler, A.F. Shulekin, N. Asli, S.V. Gastev, I.V. Grekhov, P. Seegebrecht, S.E. Tyaginov, H. Zimmermann. Luminescence spectra of an Al/Si02/p-Si tunnel metal-oxide-semiconductor structure. J. Appl. Phys., v. 98, Paper No. 83 511 [12 pages] (2005).

15. M.I. Vexler, S.E. Tyaginov, A.F. Shulekin. Determination of the hole effective mass in thin silicon dioxide film by means of an analysis of characteristics of a MOS tunnel emitter transistor. J. Phys.: Condens. Matter, v. 17, No. 50, pp. 8057−8068 (2005).

16. M.I. Vexler, A. El Hdiy, D. Grgec, S.E. Tyaginov, R. Khlil, B. Meinerzhagen, A.F. Shulekin, I.V. Grekhov. Tunnel charge transport within silicon in reversely-biased MOS tunnel structures. Microelectronics Journal, v. 37, No. 2, pp. 114−120 (2006).

17. С. Э. Тягинов, М. И. Векслер, А. Ф. Шулекин, И. В. Грехов. Влияние неоднородности' толщины диэлектрика на переключение туннельной МОП структуры Al/Si02/n-Si при обратном смещении. ФТП, т. 40, вып. 3, стр. 314−318 (2006).

18. М. И. Векслер, С. Э. Тягинов, А. Ф. Шулекин. Транзистор с туннельным МОП эмиттером как инструмент для определения эффективной массы дырки в.

Ш' w тонкой пленке диоксида кремния. ФТП, т. 40, вып. 4, стр. 498−503 (2006).

19. S.E. Tyaginov, M.I. Vexler, A.F. Shulekin, I.V. Grekhov. Effect of the spatial distribution of Si02 thickness on the switching behavior of bistable MOS tunnel structures. Microelectronic Engineering, v. 83, No. 2, pp. 376−380 (2006).

20. S.E. Tyaginov, M.I. Vexler, A.F. Shulekin, I.V. Grekhov. The post-damage behavior of a MOS tunnel emitter transistor. Microelectronics Reliability (2006) in press.

21.М. И. Векслер, С. Э. Тягинов, А. Ф. Шулекин, И. В. Грехов. Вольтамперные характеристики туннельных МОП диодов Al/Si02/p-Si с пространственно неоднородной толщиной диэлектрика. ФТП (2006) принято к печати.

Показать весь текст

Список литературы

  1. С. Зи, Физика полупроводниковых приборов: В 2-х книгах. Кн. 1. Пер. с англ. М., Мир, 1984.
  2. International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) 2005, available at: http://www.itrs.net/Common/2005ITRS/Home2005.htm
  3. H.S. Momose, M. Ono, T. Yoshitomi, T. Ohguro, S. Nakamura, M. Saito, H. Iwai, IEEE Trans. Electron Dev., v. ED-43, No. 8, pp. 1233−1241 (1996).
  4. S. Thompson, P. Packan, M. Bohr, Intel Technology Journal, Q398, pp. 1−19 (1999).
  5. B.B. Голубев, C.A. Сухотин, МДП-структуры и их применение: Учеб. пособие. Санкт-Петербургский гос. техн. ун-т СПб., 1993.
  6. Intel’s high-K/Metal Gate Announcement, November 4th, 2003, available at: ftp://download.intel.com/technology/silicon/HighK-MetalGate-PressFoils-final.pdf
  7. M. Buchanan, IBMJ. Res. Develop., v. 43, No. 9, pp. 245−264 (1999).
  8. M. Houssa, High-K gate dielectrics, Institute of Physics Publishing, 2003
  9. A. Ohta, M. Yamaoka, S. Miyazaki, Microelectron. Eng., v. 72, No. 1−4, pp. 154−159 (2004).
  10. P.V. Dressendorfer, R.C. Barker, Appl. Phys. Lett., v. 36, No. 11, pp. 933−935 (1980).
  11. M.A. Green, F.D. King, J. Shewchun, Solid-State Electron., v. 17, No. 6, I Theory, pp. 551−562- II- Experiment, pp. 563−572 (1974).
  12. O. Sang-Hyun, Physics and technology of Vertical Transistor, PhD dissertation, Stanford Univ., 2001, available at: http://cis.stanford.edu/misc/Sang-Hyun Oh.thesis.Chl-3.pdf
  13. R.H. Dennard, F.H. Gaensslen, H.-N. Yu, V.L. Rideout, E. Bassous, A.R. LeBlanc, IEEE J. Solid-State Circuits, v. SC-9, No. 5, pp. 256−268 (1974).
  14. M. Bohr, Intel’s 65 nm Logic Technology Demonstrated on 0.57 pm2 SRAM Cells, available at: ftp://download.intel.com/technology/silicon/65nmlogicpressbriefing0804.pdf
  15. J.A. Lopez-Villanueva, I. Melchor, F. Gamiz, J. Banqueri, J.A. Jimenez-Tejada, Solid-State Electron., v. 38, No. 1, pp. 203−210 (1995).
  16. J. Sune, P. Olivo, B. Ricco, IEEE Trans. Electron Dev., v. ED-39, No. 7, pp. 1732−1739 (1992).
  17. M.I. Vexler, J. Phys. D: Appl. Phys., v. 39, No. 1, pp. 61−65 (2006).
  18. A.F. Shulekin, M.I. Vexler, H. Zimmermann, Semicond. Sci. Technol., v. 14, No. 5, pp. 470−477(1999).
  19. W.E. Drummond, J.L. Moll, J. Appl. Phys., v. 42, No. 13, pp. 5556−5562 (1971).
  20. C. Moglestue, J. Appl. Phys., v. 59, No. 9, pp. 3175−3183 (1986).
  21. Y.C. Cheng, E.A. Sillivan, Surf. Sci., v. 34, No. 3, pp. 717−731 (1973).
  22. C.K. Park, C.Y. Lee, K. Lee, B.-J. Moon, Y.H. Byun, M. Shur, IEEE Trans. Electron Dev., v. ED-38, No. 2, pp. 399−406 (1991).
  23. Y. Ohkura, Solid-State Electron., v. 33, No. 12, pp. 1581−1585 (1990).
  24. E. De Castro, P. Olivo, Phys. Status Solidi (b), v. 132, pp. 153−163 (1985).
  25. T. Kanik, B. Majkusiak, IEEE Trans. Electron Dev., v. ED-45, No. 6, pp. 1263−1271 (1998).
  26. S.K. Lai, P.V. Dressendorfer, T.P. Ma, R.C. Barker, Appl. Phys. Lett., v. 38, No. 1, pp. 4144 (1981).
  27. М.И. Векслер, И. В. Грехов, А. Ф. Шулекин, ПЖТФ, т. 18, вып. 21, стр. 1−5 (1992).
  28. Г. Г. Карева, ФТП, т. 33, вып. 8, стр. 969−972 (1999).
  29. M.I. Vexler, A. El Hdiy, D. Grgec, S.E. Tyaginov, R. Khlil, B. Meinerzhagen, A.F. Shulekin, I.V. Grekhov, Microelectron. Journ., v. 37, No. 2, pp. 114−120 (2006).
  30. М.И. Векслер, И. В. Грехов, C.A. Соловьев, А. Г. Ткаченко, А. Ф. Шулекин, ПЖТФ, т. 21, вып. 13, стр. 81−86(1995).
  31. D.J. DiMaria, Е. Carrier, D.A. Buchanan, J. Appl. Phys., v. 80, No. 1, pp. 304−317 (1996).
  32. E. Carrier, J.C. Tsang, M.V. Fischetti, D.A. Buchanan, Microelectron. Eng., v. 36, No. 1−4, pp. 103−106 (1997).
  33. N. Asli, M.I. Vexler, A.F. Shulekin, P.D. Yoder, I.V. Grekhov, P. Seegebrecht, Microelectron. Reliab., v. 41, No. 7, pp. 1071−1076 (2001).
  34. P.D. Yoder, M.I. Vexler, A.F. Shulekin, N. Asli, S.V. Gastev, I.V. Grekhov, P. Seegebrecht, S.E. Tyaginov, H. Zimmermann, J. Appl. Phys., v. 98, Paper No. 83 511 12 pages. (2005).
  35. J. Bude, N. Sano, A. Yoshii, Phys. Rev. B, v. 45, No. 11, pp. 5848−5856 (1992).
  36. H.S. Momose, S. Nakamura, T. Ohguro, T. YosHitomi, E. Morifuji, T. Morimoto, Y. Katsumata, H. Iwai, IEEE Trans. Electron Dev., v. ED-45, No. 3, pp. 691−700 (1998).
  37. M. Hirose, M. Koh, W. Mizubayashi, H. Murakami, K. Shibahara, S. Miyazaki, Semicond. Sci. Technol., v. 15, No. 5, pp. 485−490 (2000).
  38. M.D. Scott, Design and Simulation of a 25-nm Physical Gate Length Bulk PMOSFET, available at: www-bsac.eecs.berkeley.edu/~mdscott/231/mid231.pdf
  39. T. Ghani, P. Packan, S. Thompson, M Stettler, S. Tyagi, M. Bohr, Scaling Challenges and Device Design Requirements for High Performance Sub-50 nm Gate Planar CMOS Transistors, available at:.www.intel.com/technology/silicon/ieee/sub50nmvlsitech2000.pdf
  40. F. Balestra, IEEE Electron Dev. Lett., v. EDL-8, No. 9, pp. 410−412 (1987).
  41. L. Chang, Scaling Limits and Design Consideration for Double-Gate MOSFET’s, MS thesis, Berkeley Univ. (2001), available at: http://hkn.eecs.berkeley.edu/~leland/publications/ms.report.pdf
  42. J.-P. Colinge, Solid-State Electron., v. 48, No. 6, pp 897−505 (2004).
  43. J. Wang, E. Polizzi, M. Lundstrom, J. Appl. Phys., v. 96, No. 4, pp. 2192−2203 (2004).
  44. А. Милне, Д. Фойхт, Гетеропереходы и переходы металл-полупроводник. Пер. с англ. -М.: Мир, 1975.
  45. И.В. Грехов, Е. В. Остроумова, А. А. Рогачев, А. Ф. Шулекин, ПЖТФ, т. 17, вып. 13, стр. 44−48 (1991).
  46. М.А. Green, J. Shewchun, Solid-State Electron., v. 17, No. 4, pp. 349−365 (1974).
  47. J.G. Simmons, G.W. Taylor, Solid-State Electron., v. 29, No. 3, pp. 287−303 (1986).
  48. G.W. Taylor, J.G. Simmons, IEEE Trans. Electron Dev., v. ED-32, No. 1, pp. 2368−2377 (1985).
  49. M.K. Morawej-Farshi, M.A. Green, IEEE Electron Dev. Lett., v. EDL-7, No. 5, pp. 513 515 (1986).
  50. K.M. Chu, D.L. Pulfrey JEEE Trans. Electron Dev., v. ED-32, No. 2, pp. 188−194 (1988).
  51. M.I. Vexler, S.E. Tyaginov, A.F. Shulekin, J. Phys.: Condens. Matter, v. 17, No. 50, pp. 8057−8068 (2005).
  52. V. Grekhov, A.F. Shulekin, M.I. Vexler, J. Phys.: Condens. Matter, v. 7, pp. 7037−7043 (1995).
  53. А.Ф. Шулекин, С. Э. Тягинов, R. Khlil, A. El Hdiy, М. И. Векслер, ФТП, т. 38, вып. 6, стр. 753−756 (2004).
  54. M.I. Vexler, A.F. Shulekin, Ch. Dieker, V. Zaporojtschenko, H. Zimmermann, W. Jager, I.V. Grekhov, P. Seegebrecht, Solid-State Electron., v. 45, No. 1, pp. 19−25 (2001).
  55. M. Koh, K. Iwamoto, W. Mizubayashi, Т. Ono, M. Tsuno, T. Mihara, K. Shibahara, S. Yokoyama, S. Miyazaki, M.M. Miura, M. Hirose, IEDMTech. Dig., pp. 919−922 (1998).
  56. A. Asenov, A.R. Brown, J.H. Davies, G. Slavcheva, IEEE Trans. Electron Dev., v. ED-50, No. 9, pp. 1837−1852(2003).
  57. K. Nishinohara, N, Shigyo, T. Wada, IEEE Trans. Electron Dev., v. ED-39., No. 3, pp. 634 639 (1992).
  58. S. Sridhara, M. Zhang, Statistical Distribution of Threshold Voltage due to Fluctuations in Channel Length and Oxide Thickness, ECE 485 Project report, Illinois Univ., available at http://icims.csl.uiuc.edu/~sridhara/
  59. S.H. Choi, B.C. Paul, K. Roy, Device Automation Conference (DAC) pp. 454−459 (2004)
  60. S. Sapatnekar, V.B. Rao, P.M. Vaidya, S.M. Kang, IEEE Trans. CAD, v. CAD-12, No. 11, pp. 1621−1634(1993).
  61. B.-C. Hsu, K.-F. Chen, C.-C. Lai, S.W. Lee, C.W. Liu, IEEE Trans. Electron Dev., v. ED-49, No. 12, pp. 2204−2208 (2002).
  62. M. Houssa, T. Nigam, P.W. Mertens, M.M. Heyns, Solid-State Electron., v. 43, No. 1, pp. 159−167(1999).
  63. J.V. Seiple, J.P. Pelz, Phys. Rev. Lett., v. 73, No. 7, pp. 999−1002 (1994).
  64. S.M. Goodnick, D.K. Kerry, C.W. Wilmsen, Z. Liliental, D. Fathy, O.L. Krivanek, Phys. Rev. B, v. 32, No. 12, pp. 8172−8186(1985). *
  65. J. Wang, E. Polizzi, A. Ghosh, S. Datta. M. Lundstrom, Appl. Phys. Lett., v. 87, No. 4, paper No. 43 101 3 pages. (2005).
  66. E.P. Gusev, H.C. Lu, T. Gustafsson, E. Garfunkel, Brazilian Journ. Phys., v. 27, No. 2, pp. 302−313 (1997).
  67. B.E. Deal, A.S. Grove^ J. Appl. Phys., v. 36, No. 12, pp. 3770−3778 (1965).
  68. N.W. Cheung, L.C. Feldman, P.J. Silverman, I. Stensgaard, Appl. Phys. Lett., v. 35, No. 11, pp. 859−861 (1979).
  69. F.J. Himpsel, F.R. McFeely, A. Taleb-Ibrahimi, J.A. Yarmoff, G. Holloinger, Phys. Rev. B, v. 38, No. 9, pp. 6084−6096 (1988).
  70. H. Watanabe, K. Kato, T. Uda, K. Fujita, M. Ichikawa, Phys. Rev. Lett., v. 80, No. 2, pp. 345−348 (2000).
  71. M. Suemitsi, Y. Enta, Y. Takegawa, N. Miyamoto, Appl. Phys. Lett., v. 77, No. 20, pp. 3179−3181 (2000).
  72. Г. Я. Красников, H.A. Зайцев, И. В. Матюшкин, ФТП, т. 37, вып. 1, стр. 44−49 (2003).
  73. H.C. Lu, Е.Р. Gusev, Е. Garfunkel, Т. Gustafsson, Surf. Sci., v. 352−354, pp. 21−24 (1996).
  74. M.L. Green, D. Brasen, K.W. Evans-Lutterodt, L.C. Feldman, K. Krisch, W. Lennard, H.T. Tang, L. Manchanda, M: T. Tang, Appl. Phys. Lett., v. 65, No. 7, pp. 848−850 (1994).
  75. M.L. Green, D. Brasen, L.C. Feldman, W. Lennard, H.T. Tang, Appl. Phys. Lett., v. 67, No. 11, pp. 1600−1603 (1995).
  76. K.A. Ellis, R.A. Buhran, Appl. Phys. Lett., v. 68, No. 12, pp. 1696−1698 (1996).
  77. E.P. Gusev, H.-C. Lu, E.L. Garfunkel, T. Gustafsson, M.L. Green, IBM J. Res. Develop., v. 43, No. 3, pp. 265−286(1999).
  78. D.A. Buchanan, IBMJ. Res. Develop., v. 43, No. 3, pp. 245−264 (1999).
  79. А.П. Барабан, B.B. Булавинов, П. П. Коноров, Электроника слоев SiC>2 на кремнии. -Л., изд-во ЛГУ, 1988.
  80. В.Е. Гмурман, Теория вероятностей и математическая статистика. М., «Высшая школа», 1999.
  81. В. Majkusiak, A. Strojwas, J. Appl. Phys., v. 74, No. 9, pp. 5638−5647 (1993).
  82. N. Vandewalle, M. Ausloos, M. Houssa, P.W. Mertens, M.M. Heyns, Appl. Phys. Lett., v. 74, No. 11, pp. 1579−1581 (1999).
  83. M. Houssa, S. de Gendt, P. de Bokx, P.W. Mertens, M.M. Heyns, Microelectron. Eng., v. 48, pp. 43−46 (1999). •
  84. M.G. Ancona, Z. Yu, R.W. Dutton, P.J. Vande Voorde, M. Cao, D. Vook, IEEE Trans. Electron Dev., v. ED-47, No. 12, pp. 2310−2319 (2000).
  85. A. Haque, K. Alam, Appl. Phys. Lett., v. 81, No. 4, pp. 667−669 (2002).
  86. E.M. Vogel, K.Z. Ahmed, B. Hornung, W.K. Henson, P.K. McLarty, G. Lucovsky, J.R. Hauser, J.J. Wortman, IEEE Trans. Electron Dev., v. ED-45, No. 6, pp. 1350−1355 (1998).
  87. M.I. Vexler, Solid-StateElectron., v. 47, No. 8, pp. 1283−1287 (2003).
  88. N. Asli, Experimentelle Untersuchung der Elektrolumineszenz von MOS-Tunnelstrukturen, Ph.D. Dissertation, Kiel Univ., Germany 156 S. (2004).
  89. S.E. Tyaginov, M.I. Vexler, A.F. Shulekin, I.V. Grekhov, Solid-State Electron., v. 49, No. 7, pp. 1192−1197 (2005).
  90. М.И. Векслер, С. Э. Тягинов, А. Ф. Шулекин, ИВ- Грехов, ФТП, т. 40, принято к печати (2006).
  91. Т. Андо, А. В. Фаулер, Ф. Стерн, Электронные свойства двумерных систем. Пер. с англ. М., Мир, 1985.
  92. М.С. Vecchi, М. Rudan, IEEE Trans. Electron Dev., v. ED-45, No. 1, pp. 230−238 (1998).
  93. W.N. Grant, Solid-State Electron., v. 16, No. 10, pp. 1189−1203 (1973).
  94. В. Феллер, Введение в теорию вероятностей и ее приложения: В 2-х томах. Т.2. Пер. с англ. М., Мир, 1984
  95. Khairurrijal, М. Mizubayashi, М. Hirose, J. Appl. Phys., v. 87, No. 6, pp. 3000−3005 (2000).98. http://www.keithley.com/events/training/2400seriesusercourse
  96. S.E. Tyaginov, M.I. Vexler, A.F. Shulekin, I.V. Grekhov, Microelectron. Eng., v. 83, No. 2, pp. 376−380 (2006).
  97. М.И. Векслер, С. Э. Тягинов, А. Ф. Шулекин, ФТП, т. 40, вып. 4, стр. 498−503 (2006).
  98. N. Asli, S.V. Gastev, I.V. Grekhov, P. Seegebrecht, A.F. Shulekin, S.E. Tyaginov, M.I. Vexler, H. Zimmermann, Materials Science in Semiconductor Processing, v. 3, pp. 539−543 (2000).
  99. N. Asli, М. И. Векслер, И. В. Грехов, P. Seegebrecht, С. Э. Тягинов, А. Ф. Шулекин, ФТП, т. 38, вып. 9, стр. 1068−1073 (2004).
  100. R. Degraeve. Reliability of Ultra-Thin Oxide Gate Dielectrics (tutorial) // 9th European Symposium on Reliability of Electron Devices, Failure Physics and Analysis, Leuven, IMEC (1997).
  101. M. Houssa, T. Nigam, P.W. Mertens, M.M. Heyns, Appl. Phys. Lett., v. 73, No. 4, pp. 514−516 (1998).
  102. M. Houssa, T. Nigam, P.W. Mertens, M.M. Heyns, J. Appl. Phys., v. 84, No. 8, pp. 43 514 355 (1998).
  103. M. Depas, T. Nigam, M.M. Heyns, IEEE Trans. Electron Dev., v. ED-43, No. 9, pp. 1499−1504(1996).
  104. F. Monsieur, Abstract book ofINFQS'03, IT-1, Barcelona, Spain (2003).
  105. M. Depas, T. Nigam, M.M. Heyns, IEEE Trans. Electron Dev., v. ED-43, No. 9, pp. 1499−1504(1996).
  106. F. Crupi, R. Degraeve, G. Groeseneken, T. Nigam, H.E. Maes, IEEE Trans. Electron Dev., v. ED-45, No. 11, pp. 2329−2334 (1996).
  107. E. Miranda, J. Sune, R. Rodriguez, M. Nafria, X. Aymerich, Jpn. J. Appl. Phys., v. 38, No. l, pp. 80−84(1999).
  108. M. Depas, B. Vermeire, P.W. Mertens, M. Meuris, M.M. Heyns, Semicond. Sci. Technol., v. 10, No. 6, pp. 753−758 (1995).
  109. N. Yang, J.J. Wortman, Microelectron. Reliab., v. 41, No. 1 pp. 37−46 (2001).
  110. D.A. Buchanan, D.J. DiMaria, C-A. Chang, Y. Taur, Appl. Phys. Lett., v. 65, No. 14, pp. 1820−1822(1994).
  111. K.R. Farmer, M.O. Andersson, O. Engstrom, Appl. Phys. Lett., v. 58, No. 23, pp. 26 662 668 (1991).
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!