Wyniki 1-8 spośród 8 dla zapytania: authorDesc:"WITOLD RZODKIEWICZ"

Elipsometryczna metoda określania naprężeń w strukturach MOS


  Prowadząc od kilku lat badania rozkładów parametrów elektrycznych w strukturach MOS stwierdzono, że w strukturach Al-SiO2-Si kilka spośród tych parametrów wykazuje charakterystyczny kopułkowaty kształt rozkładu w płaszczyźnie powierzchni bramki (z największymi wartościami w środku i najmniejszymi w narożach kwadratowej bramki) [1, 2]. Jednym z takich parametrów jest efektywna kontaktowa różnica potencjałów φMS. Uwzględniając wyniki dalszych badań [3, 4] postawiono hipotezę, że nierównomierne kształty rozkładu parametrów elektrycznych wynikają z nierównomiernych kształtów rozkładu naprężeń mechanicznych pod metalową bramką. Chcąc udowodnić lub obalić tę hipotezę, prowadzone są badania naprężeń i odkształceń występujących w strukturach MOS. Celem tej pracy jest omówienie modelu pochodnych ułamkowych elipsometrycznych widm w ujęciu naprężeń mechanicznych w warstwie półprzewodnika struktury MOS. Eksperyment W pracy tej, analizie elipsometrycznej poddane zostały dwie grupy płytek. Pierwszą grupę stanowiły czterocalowe płytki krzemowe o orientacji <100> i typie przewodnictwa n. Takie płytki poddawane były dwustronnemu utlenianiu termicznemu w atmosferze pary wodnej (HYDROX) w temperaturze 1000°C do grubości tlenku ok. 50, 80, 110 nm. Natomiast drugą grupę płytek reprezentowały płytki z krzemem o orientacji <111> implantowane azotem (energia jonów 150 keV, dawka D = 2 × 1016 cm-2) przed i po poddaniu obróbce HT-HP (wygrzewanie w wysokiej temperaturze pod wysokim ciśnieniem hydrostatycznym). Pomiary elipsometryczne wykonywane były za pomocą elipsometru spektroskopowego o zmiennym kącie padania VASE (ang. Variable Angle Spectroscopic Ellipsometer) firmy J.A. Woollam Inc. Co. w szerokim zakresie spektralnym (1,24… 4,96 eV) dla dwóch kątów padania (65o; 75o). W oparciu o uzyskane metodą elipsometryczną widma εE2(E) i odpowiednio zastosowane różniczkowanie ułamkowe wspomnianych widm, wyznaczone zostały eksperymentalnie [...]

System zarządzania laboratorium jako narzędzie archiwizacji i oceny jakościowej wyników pomiarów

Czytaj za darmo! »

Jednym z głównych nurtów działalności Zakładu Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych Instytutu Technologii Elektronowej w Warszawie jest obszerna charakteryzacja przyrządów i materiałów dla nanoelektroniki wykonywanych w ramach współpracy zarówno z ośrodkami krajowymi oraz zagranicznymi. Na charakteryzację tę składa się szereg różnego typu badań, na przykład pomiary elektryczne, fotoelektryczne, czy elipsometryczne oraz związane z nimi obliczenia [1]. W celu wykluczenia przypadkowości pomiaru pojedynczy typ pomiaru wykonywany jest wielokrotnie na dużej grupie struktur z danej partii. Na koniec tworzony jest zbiorczy raport przedstawiający wyniki prac. Ta ilość i różnorodność przeprowadzanych w zakładzie badań przemawia za wprowadzeniem systemu archiwizacji wyników, który pomagałby w zarządzaniu nimi. Sformułowanie problemu, zalety i wady systemu W laboratoriach Zakładu Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych prowadzone są badania m.in. takie jak: pomiar parametrów elektrycznych struktury półprzewodnikowej typu kondensator MOS/dioda Schottky, optyczne badanie stanu powierzchni materiałów - pomiar elipsometryczny grubości cienkich warstw i ich właściwości optycznych, fotoelektryczny pomiar parametrów elektrycznych struktury półprzewodnikowej typu kondensator MOS, wyznaczanie rozkładów energetycznych parametrów pułapek powierzchniowych metodą Gp/ω = f(ω). W badaniach tych wykorzystywane są urządzenia, m.in. Agilent 4294A, Agilent B1500, Wielozadaniowy System Badań Fotoelektrycznych, elipsometr spektroskopowy o zmiennym kącie padania VASE firmy J.A. Woolam Co. Inc i inne [2]. Dane uzyskiwane z pomiarów przechowywane są w wielu miejscach, w różnej formie. W razie potrzeby ponownego przetwarzania danych przez pracowników zakładu lub osoby z zewnątrz występują związane z tym trudności. W związku z powyższym powinien zostać opracowany system unifikacji przechowywania danych na poszczególnych urządzeniach, a [...]

Badanie wpływu dawki implantowanego indu na funkcję dielektryczną w implantowanych warstwach GaAs metodą elipsometrii spektralnej

Czytaj za darmo! »

Zaprezentowano rezultaty badania wpływu dawki implantowanego indu na funkcję dielektryczną w implantowanych warstwach GaAs. Badania przeprowadzono metodą elipsometrii spektralnej. Implantacja jonowa jest najczęściej stosowaną techniką domieszkowania półprzewodników w celu utworzenia warstw o różnym typie przewodnictwa elektrycznego. Wiadomo, że proces implantacji jonowej powoduje defektowanie warstwy naświetlanej.[...]

Badania właściwości fizycznych warstwy SiO2 pod bramką aluminiową

Czytaj za darmo! »

Istnienie naprężeń w warstwie dielektryka w strukturach MOS jest bezsporne. Hipoteza ta wynika m.in. z licznych charakterystyk elektrycznych, np. z zachowania się efektywnej kontaktowej różnicy potencjałów φMS w funkcji położenia punktu na powierzchni bramki struktury. Charakterystyczny kopułkowaty kształt tej charakterystyki, może świadczyć o odmiennych właściwościach warstwy dielektry[...]

Kompleksowa charakteryzacja struktur elektronicznych na podłożach SiC metodami fotoelektrycznymi, elektrycznymi i optycznymi


  Zakład Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych ITE specjalizuje się w opracowywaniu nowych metod charakteryzacji struktur i w zleconych nam badaniach partii struktur wytwarzanych w wiodących światowych i krajowych ośrodkach naukowych (m.in. z USA, Japonii i krajów Europy). Badania te prowadzimy wykorzystując zespół metod fotoelektrycznych, elektrycznych i optycznych. Zastosowanie tych metod przedstawione zostanie na przykładzie badań serii M2 struktur Metal-SiO2-SiC(3C) wytworzonych w firmie ACREO AB w Szwecji. Badania metodami fotoelektrycznymi Metody fotoelektryczne są specjalnością naszego zakładu, jako że dzięki opracowanej przez nas teorii zjawisk fotoelektrycznych w strukturach MOS dla małych natężeń pola elektrycznego w dielektryku, opracowaliśmy kilka oryginalnych, fotoelektrycznych metod pomiaru tych struktur [1,2]. Zastosowanie fotoelektrycznych metod pomiarowych umożliwia m.in. określenie schematu pasmowego badanych struktur MOS. Sposób i wyniki określania schematów pasmowych struktur serii M2 opisano dalej. Pierwszym krokiem w określaniu schematu pasmowego struktur jest pomiar wysokości barier potencjału na powierzchniach granicznych SiC(3C)-SiO2 (EBS) i Metal-SiO2 (EBG). W tym celu należy najpierw określić jaka część mocy promieniowania oświetlającego badaną strukturę jest od niej odbijana (R), a jaka część jest pochłaniana przez podłoże (T) i przez bramkę (A), w funkcji długości fali światła λ. Są to tzw. charakterystyki RTA, określane metodami optycznymi. Określenie wysokości barier EBS i EBG rozpoczyna się od pomiaru spektralnych charakterystyk fotoprądu IF = f(λ) dla szeregu różnych potencjałów bramki VG. Przykłady takich charakterystyk zdjętych dla struktury Al-SiO2-SiC(3C) (pomiar EBS) i dla struktury Ni-SiO2-SiC(3C) (pomiar EBG) pokazano odpowiednio na rys. 1a i 1b. Na podstawie tych charakterystyk Rys. 1. Charakterystyki spektralne IF = f(λ) zmierzone dla struktury: a) Al-SiO2-3C-Si[...]

Badania optyczne politypów 6H-SiC oraz 15R-SiC poddanych wielokrotnej implantacji jonami glinu w podwyższonej temperaturze

Czytaj za darmo! »

Węglik krzemu (SiC) ma właściwości fizyczne, chemiczne i mechaniczne, które predestynują ten materiał do zastosowań w elektronice wysokich temperatur, wysokich częstotliwości i dużych mocy. Przewodność cieplna SiC jest ponad trzykrotnie większa niż krzemu, a twardość osiąga wartość 9,2 w skali Mohsa. Węglik krzemu krystalizuje w formie około 200 różnych politypii. Ze względu na dużą wartość [...]

Zastosowania pochodnych ułamkowych w badaniach optycznych warstw półprzewodników modyfikowanych implantacją jonową


  Implantacja jonów jest znaną metodą domieszkowania warstw półprzewodników [1]. Dzięki niej możliwa jest zmiana właściwości fizycznych oraz chemicznych warstw przypowierzchniowych materiałów [1, 2]. Najbardziej popularne jest domieszkowanie półprzewodnika dla uzyskania określonego typu przewodnictwa przy produkcji urządzeń elektronicznych [3]. W ostatnich latach wykorzystuje się również metodę implantacji jonowej do wprowadzania domieszki aktywnej optycznie [4]. Wyżej wymienione kierunki badań są rozwijane od lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku. W ostatnich pięciu latach implantacja jonowa była stosowana między innymi do syntezy półprzewodnikowych kropek kwantowych [5], sterowania ferromagnetyzmem w półprzewodnikach [6, 7]. Ponadto, przy jej pomocy ulepszać można właściwości powłok metalicznych [8]. Szczególnie ugruntowane są badania z zakresu optoelektroniki w celu poznania własności optycznych zaimplantowanych warstw. Można wymienić tutaj pracę Dinga i współpracowników [9], w której autorzy zaprezentowali metodę analizy funkcji dielektrycznej SiO2 zawierającego nanokrystality Si utworzone za pomocą implantacji jonowej. Ważne z punktu widzenia aplikacyjnego są pomiary poimplantacyjne warstw, w szczególności technikami optycznymi, których zaletą jest ich nieniszczący charakter oraz szybkość pomiarów. Uznanym sposobem badania optycznych własności cienkich warstw jest elipsometria spektralna (SE) [10]. Analiza danych elipsometrycznych może być wykonana za pomocą metody pochodnych ułamkowych (FDS), która posłuży nam do dokładnego określenia energii punktów krytycznych (CP) strefy Brillouina implantowanych materiałów. W pomiarach poimplantacyjnych bardzo często stosuje się SE oraz technikę wstecznego rozpraszania Rutherforda RBS. Przykładowo, w pracy [11] badano wpływ dawki 3×1015 cm-2 jonów In+ na zmiany własności optycznych materiału domieszkowanego oraz warstw tlenku naturalnego pokrywającego GaAs. Wpływ procesu implantacji m[...]

Wytwarzanie i charakteryzacja cienkich warstw tlenku hafnu dla zastosowań w technologii MOSFET w węgliku krzemu


  Jednym z najważniejszych procesów w technologii wytwarzania tranzystorów MOSFET jest osadzanie dielektryka bramkowego. W technologii krzemowej doskonałej jakości naturalny dielektryk bramkowy w postaci SiO2 stał się motorem rozwoju mikroelektroniki. Podobnie jak krzem, węglik krzemu również utlenia się w obecności atmosfery utleniającej tworząc SiO2. O ile układ SiO2/Si ma wręcz doskonałe parametry elektrofizyczne, układ SiO2/SiC cierpi na wiele różnych niedoskonałości. Związane jest to przede wszystkim z obecnością węgla w układzie SiO2/SiC powstającym podczas wysokotemperaturowego utleniania SiC. Część z atomów węgla akumuluje się w obszarze przejściowym SiO2/SiC prowadząc do powstawania centrów defektowych. Wpływa to na powstawanie stanów pułapkowych, które znacząco ograniczają ruchliwość nośników w kanale tranzystora [1]. Równolegle prowadzi się badania związane z wytwarzaniem i charakteryzacją alternatywnych materiałów dielektrycznych, które również nie przyniosły całkowicie satysfakcjonujących rezultatów [2]. Bardzo ciekawą i rokującą na przyszłość metodą wytwarzania bramki tranzystora MOSFET jest stosowanie dielektryków podwójnych SiO2/dielektryk o wysokiej przenikalności elektrycznej. Bardzo cienka warstwa SiO2 stanowi bufor pomiędzy powierzchnią SiC a dielektrykiem o wysokiej stałej dielektrycznej. Zadaniem warstwy buforowej jest zapewnienie odpowiedniej jakości interfejsu pomiędzy SiC a warstwą dielektryka oraz zmniejszenie prądu upływu bramki. Warstwy dielektryczne o wysokiej wartości przenikalności elektrycznej pozwalają na zwiększenie niezawodności tranzystorów MOSFET. Przede wszystkim wysoka stała dielektryczna powoduje zmniejszenie pola elektrycznego w obszarze dielektryka podbramkowego, co zwiększa jego niezawodność. Wśród materiałów dielektrycznych o wysokiej względnej przenikalności wysoką pozycję zajmuje tlenek hafnu HfO2 charakteryzujący się zarówno wysoką stałą dielektryczną (εr ≈ 15[...]

 Strona 1