Вплив методів отримання тонких плівок оксиду церію на вольт-фарадні характеристики МДН-структур

Тонкі плівки оксиду церію все частіше використовуються в електроніці. Цей інтерес зумовлений, насамперед, унікальними властивостями оксиду церію: високою діелектричною проникністю; високою діелектричною міцністю; високим показником заломлення; подібністю в параметрі кристалічної решітки до кремнію; сумісністю методів отримання тонких плівок з класичною кремнієвою МДН технологією. Метою даної роботи є встановлення взаємозв'язку між електрофізичними параметрами МДН структур та технологічним методом отримання тонких діелектричних плівок. Для досягнення поставленої мети проведено аналіз системи електричних зарядів у діелектрику та на межі розділу діелектрик-напівпровідник. Залежність електрофізичних параметрів МДН структури від способу отримання тонких діелектричних плівок найбільш яскраво проявляється на вольт-фарадних характеристиках цих структур. Ця залежність безпосередньо пов'язана зі зміною системою електричних зарядів в діелектрику та на межі розділу діелектрик-напівпровідника, при зміні технологічного процесу створення тонких діелектричних плівок на напівпровідниковій підкладці. У статті розглядаються способи отримання тонких плівок оксиду церію, сумісні з класичною кремнієвою технологія: метод спалаху та метод окиснення металевого дзеркала. Розглянуто систему зарядів на межі розділу діелектрик-напівпровідника та біля неї. Встановлено, що лише заряд, фіксований у діелектрику, впливає на вольт-фарадні характеристики МДН-структур, оскільки інші типи заряду відсутні та/або їх кількість є нехтовно малою. Показано, що вольт-фарадні характеристики структур алюміній-діоксид церію-кремній залежать від способу отримання діелектричної плівки. Для виявлення наявності заряду, зафіксованого в діелектрику, було використано апроксимацію вольт-фарадних характеристики в діапазоні напруги, що відповідає режиму збіднення поверхневого шару напівпровідника. Оскільки всі експериментальні характеристики в режимі збіднення поверхневого шару напівпровідника збігаються з лінійним наближенням, слід вважати, що заряд, фіксований у діелектрику, відсутній у досліджуваних структурах, або нехтовно малий. Встановлено, що МДН структури, в яких тонкі плівки діоксиду церію отримані методом спалаху, характеризуються оборотними змінами їх напруги пласких зон. Це пояснюється зміною значення заряду, фіксованого в діелектрику, під впливом зовнішніх факторів. Метод окислення металевого дзеркала дозволяє отримати плівки діоксиду церію на напівпровідниковій підкладці із зарядом, фіксованим у діелектрику, незалежним від зовнішніх факторів. Бібл. 9, рис. 13.