Вышедшие номера
О природе термополевой асимметрии процессов ионной поляризации / деполяризации окисла Si-МОП структур
Гольдман Е.И.1, Ждан А.Г.1, Чучева Г.В.1
1Институт радиотехники и электроники, Фрязино, Россия
Поступила в редакцию: 20 декабря 1999 г.
Выставление онлайн: 20 мая 2000 г.

На основе представлений о существенной роли поверхностной нейтрализации положительных ионов на границах окисного слоя в процессах ионного транспорта в диэлектрическом промежутке МОП структур анализируется природа резкой асимметрии температурных и временных характеристик объемно-зарядовой ионной поляризации / деполяризации изолятора. Нейтрализация ионов происходит вследствие туннельного захвата электронов из полупроводникового и металлического контактов. Полученные в широком диапазоне изменения потенциала затвора Vg экспериментальные данные по термостимулированной и изотермической поляризации окисла Si-МОП структур последовательно подтверждают модель асимметрии, учитывающую более высокую степень нейтрализации ионов и более сильную их связь с электронами у поверхности металла (затвора), чем у поверхности полупроводника. Переходные процессы при поляризации обнаруживают три стадии. Первая из них связана с транспортом не нейтрализованных (свободных) ионов; на начальных этапах термостимулированной и изотермической поляризации при Vg=const ионы перемещаются в окисле в пролетном режиме. На второй стадии имеет место переход от режима дрейфа свободных ионов к режимам гиперболической и (или) экспоненциальной кинетики релаксации, когда ток практически перестает зависеть от поля, температуры и скоростей полевой или температурной развертки и становится однозначной функцией реального времени. Закон релаксации определяется при этом темпом туннельной ионизации нейтральных ассоциатов ион + электрон и (или) их диффузией и термораспадом в объеме диэлектрика.