Влияние методов получения тонких пленок оксида церия на вольт-фарадные характеристики МДП-структур

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКоролевич, Любомир Николаевич
dc.contributor.authorБорисов, Александр Васильевич
dc.contributor.authorМаксимчук, Наталья Владимировна
dc.date.accessioned2020-05-07T16:51:40Z
dc.date.available2020-05-07T16:51:40Z
dc.date.issued2019
dc.description.abstractenThin films of cerium oxide are increasingly used in electronics. This interest is primarily due to the unique properties of cerium oxide: high dielectric constant; high dielectric strength; high refractive index; similarity to silicon in the crystal lattice parameter; thin film production methods are compatible with classical silicon MIS technology. The aim of this work is to establish a relationship between the electrophysical parameters of MIS structures and the technological method for producing thin dielectric films by analyzing the system of electric charges in a dielectric and at the insulator-semiconductor interface. The dependence of the electrophysical parameters of the MIS structure on the method for producing thin dielectric films is most clearly manifested in the capacitance – voltage (C – V) characteristics of these structures. This dependence is directly related to the system of electric charges in the insulator and at the insulator-semiconductor interface, which depends on the technological process of creating thin dielectric films on a semiconductor substrate. The system of charges at the insulator-semiconductor interface and near it is considered. It has been established that only the charge fixed in the dielectric influences the CV characteristics of such structures, since there are no other types of charges and / or their number is negligible. The article discusses methods for producing thin cerium oxide films that are compatible with classical silicon technology. It is shown that the capacitance-voltage characteristics (CV characteristics) of aluminum – cerium – silicon structures depend on the producing method of the dielectric film.To identify the presence of charge fixed in the dielectric, approximation of the CV characteristic was use in the voltage range corresponding to the depletion mode of the surface layer of the semiconductor. Since all experimental characteristics in the depletion mode of the surface layer of the semiconductor coincide with linear approximation, it should be assumed that the charge fixed in the dielectric is absent in the studied structures. It is established that the MIS structures obtained using the flash method are characterized by reversible changes in their flat-band voltage, due to a change in the charge value fixed in the dielectric, under the influence of external factors. The method of oxidation of a metal mirror makes it possible to obtain MIS structures with a charge fixed in a dielectric independent of external factors.uk
dc.description.abstractruВ статье рассматриваются методы получения тонких пленок оксида церия, совместимые с классической кремниевой технологией. Показано, что вольт-фарадные характеристики (ВФХ) структур алюминий – оксид церия – кремний зависят от метода получения диэлектрической пленки. Рассмотрена система зарядов на границе раздела диэлектрик-полупроводник и вблизи нее. Установлено, что на ВФХ таких структур оказывает влияние только фиксированный заряд в диэлектрике, поскольку другие типы электрического заряда отсутствуют и/или их количество пренебрежимо мало. Установлено, что МДП-структуры, полученные с использованием метода вспышки, характеризуются обратимыми изменениями напряжения плоских зон вследствие изменения величины фиксированного заряда в диэлектрике, под воздействием внешних факторов. Метод окисления металлического зеркала позволяет получить МДП-структуры с фиксированным зарядом в диэлектрике, независимым от воздействия внешних факторов.uk
dc.description.abstractukТонкі 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.uk
dc.format.pagerangeС. 13-19uk
dc.identifier.citationКоролевич, Л. Н. Влияние методов получения тонких пленок оксида церия на вольт-фарадные характеристики МДП-структур / Королевич Л. Н., Борисов А. В., Максимчук Н. В. // Мікросистеми, Електроніка та Акустика : науково-технічний журнал. – 2019. – Т. 24, № 3(110). – С. 13–19. – Бібліогр.: 9 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2523-4455.2019.24.3.178484
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/33300
dc.language.isoruuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/uk
dc.sourceМікросистеми, Електроніка та Акустика : науково-технічний журнал, 2019, Т. 24, № 3(110)uk
dc.subjectтонкие пленкиuk
dc.subjectоксид церияuk
dc.subjectМДП-структураuk
dc.subjectвольт-фарадные характеристики (ВФХ)uk
dc.subjectсистема зарядовuk
dc.subjectэффективный зарядuk
dc.subjectповерхностный потенциалuk
dc.subjectтонкі плівкиuk
dc.subjectоксид церіюuk
dc.subjectМДН-структураuk
dc.subjectвольт-фарадні характеристики (ВФХ)uk
dc.subjectсистема зарядівuk
dc.subjectефективний зарядuk
dc.subjectthin filmsuk
dc.subjectcerium oxideuk
dc.subjectMIS-structureuk
dc.subjectcapacitance-voltage characteristics (CV characteristics)uk
dc.subjectcharge systemuk
dc.subjecteffective chargeuk
dc.subject.udc621.382uk
dc.titleВлияние методов получения тонких пленок оксида церия на вольт-фарадные характеристики МДП-структурuk
dc.title.alternativeВплив методів отримання тонких плівок оксиду церію на вольт-фарадні характеристики МДН-структурuk
dc.title.alternativeInfluence of the Cerium Oxide Thin Film Produc-Tion Methods on the Capacitance-Voltage Charac-Teristics of the Mis Structuresuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
MEA2019_24-3_p13-19.pdf
Розмір:
886.19 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.06 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Мікросистеми, Електроніка та Акустика: науково-технічний журнал, Т. 24, № 3(110)