Cтраница 4
Как видно из рис. 2, в начальной области заполнений наиболее резко возрастает потенциал поверхности Ys, поверхностная проводимость Дсг8 и уменьшается заряд в быстрых состояниях gss и скорость поверхностной рекомбинации smax. Из рис. 2 следует, что область наиболее значительных изменений этих параметров совпадает с областью высоких теплот адсорбции. [46]
Как видно из рис. 2, в начальной области заполнений наиболее резко возрастает потенциал поверхности Ys, поверхностная проводимость До 3 и уменьшается заряд в быстрых состояниях qss и скорость поверхностной рекомбинации smax. Из рис. 2 следует, что область наиболее значительных изменений этих параметров совпадает с областью высоких теплот адсорбции. [47]
Во всех перечисленных выше исследованиях влияния ионизирующего излучения и внешних полей на параметры МДП-структур подчеркивалось, что возникновение в них локализованных зарядов всегда приводит к изменению спектра быстрых состояний. [48]
![]() |
Спектры состояний границы. раздела Si - SiO2, полученные различными методами. [49] |
С другой стороны, при некоторых форсированных режимах получения структур Si - SiO2, а также при радиационных воздействиях различного типа ( у, УФ, электронные и ионные пучки и др. [2, 77, 78]) в спектре быстрых состояний при Eic - 0 17 эв наблюдается реальный хорошо выраженный пик, неплохо описываемый элементарной функцией Ферми для дискретного уровня. Кроме того, в этих же условиях в центре зоны в спектре имеются структурные участки - наиболее типичным является пик вблизи середины запрещенной зоны. Природа этих пиков может быть идентифицирована с комплексами дефектов структуры с примесями. [50]
![]() |
Ионизационная модель дефектообразования. [51] |
Обсуждаются две возможности: 1) ионизация напряженных связей в Si02, которым соответствуют - уровни вблизи валентной зоны Si02 - переход / на рис. 5.26. В результате релаксации атомов кремния и кислорода к новому устойчивому положению возникают два стабильных центра захвата - акцепторный А и донорный Д которые могут выполнять роль быстрых состояний; 2) ионизация регулярной связи - переход 2 на рис. 5.26. При этом электрон уходит к металлическому электроду МДП-структуры, а дырка захватывается на напряженную связь Si-О, приводя к дефектообразованию. Это излучение поглощается в тонком внешнем слое оксида МДП-структуры, и остается неясным, почему рождающиеся дырки без захвата мигрируют на столь большие ( 100 - 300 нм) расстояния к границе Si-SiOj - Приложение к металлическому затвору отрицательного потенциала, препятствующего движению дырок, не сказывалось на де-фектообразовании. Обсуждается [16] возможность образования при ионизации связей свободных зксиюнов и атомов водорода, которые беспрепятственно могут двигаться к границе раздела и создавать там новые дефекты. [52]
Накоплен обширный экспериментальный материал по измерениям энергетических спектров быстрых состояний как на реальных поверхностях кремния, проведенных с помощью методики эффекта поля [119-124] и поверхностной фотоЭДС на большом сигнале [125-127], так и в структурах МДП, выполненных с помощью различных методик ( CV, ( 7со и НЕСГУ) [128-134], Вся совокупность полученных данных однозначно свидетельствует о квазинепрерьшном спектре быстрых состояний. На рис. 5.17 представлены типичные спектры быстрых состояний для реальных поверхностей кремния и для МДП-струк-тур. [53]
Первая заключается в наличии на поверхности полупроводника поверхностных состояний, которые разделяются по времени изменения заряда на них при изменении напряжения на затворе на быстрые и медленные. Быстрые состояния расположены непосредственно на поверхности полупроводника и время изменения заряда на них - порядка Ю-8... Медленные состояния расположены на внешней стороне слоя окисла на полупроводнике. [54]
![]() |
Схема поверхностного слоя германия ( поверхность не пассивирована. [55] |
Результаты измерений позволяют предположить, что на реальной поверхности имеются два различных типа состояний: быстрые и медленные. Быстрые состояния характеризуются временем захвата носителей тока порядка не более нескольких микросекунд, медленные состояния - от миллисекунд до нескольких часов. Быстрые состояния связаны в основном с характером обработки поверхности ( наличие примесей, дефектов), медленные - со структурой окисного слоя и окружающей газовой средой. Быстрые состояния находятся на границе германий - окись германия, медленные - в самом слое и на его поверхности. Установлено, что в связи с существованием поверхностных состояний на границе объем - поверхность возникает потенциальный барьер, от которого зависят такие явления, как работа выхода, контактный потенциал, выпрямление, поверхностная рекомбинация ( а следовательно и эффективное время жизни носителей тока), поверхностная проводимость, шумы. [56]
![]() |
Зонная диаграмма у поверхности полупроводника. [57] |
Энергия и концентрация медленных, состояний изменяются в широких пределах при изменении окружающей газовой среды; обычно их концентрация больше 1013 на 1 см2 поверхности. Вблизи краев запрещенной зоны плотность быстрых состояний зависит от окружающей среды. В реальных условиях ( см. ниже) свойства поверхности кристалла определяются поверхностными состояниями, обусловленными главным образом наличием на поверхности чужеродных атомов или дефектов решетки. [58]
Накоплен обширный экспериментальный материал по измерениям энергетических спектров быстрых состояний как на реальных поверхностях кремния, проведенных с помощью методики эффекта поля [119-124] и поверхностной фотоЭДС на большом сигнале [125-127], так и в структурах МДП, выполненных с помощью различных методик ( CV, ( 7со и НЕСГУ) [128-134], Вся совокупность полученных данных однозначно свидетельствует о квазинепрерьшном спектре быстрых состояний. На рис. 5.17 представлены типичные спектры быстрых состояний для реальных поверхностей кремния и для МДП-струк-тур. [59]