JP2619147B2 - Ｍｉｓ構造の界面準位密度分布測定方法 - Google Patents
Ｍｉｓ構造の界面準位密度分布測定方法Info
- Publication number
- JP2619147B2 JP2619147B2 JP3082121A JP8212191A JP2619147B2 JP 2619147 B2 JP2619147 B2 JP 2619147B2 JP 3082121 A JP3082121 A JP 3082121A JP 8212191 A JP8212191 A JP 8212191A JP 2619147 B2 JP2619147 B2 JP 2619147B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- interface state
- state density
- mis structure
- characteristic
- mis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
- G01R31/2601—Apparatus or methods therefor
- G01R31/2603—Apparatus or methods therefor for curve tracing of semiconductor characteristics, e.g. on oscilloscope
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、金属−絶縁体−半導
体（ＭＩＳ）構造を有する半導体デバイスにおいて発生
する界面準位密度の分布状態を正確に測定する方法に関
する。
体（ＭＩＳ）構造を有する半導体デバイスにおいて発生
する界面準位密度の分布状態を正確に測定する方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】この種の半導体デバイスでは界面準位の
存在によってその特性が大きく変化することから、半導
体デバイスの特性を求める上で、ＭＩＳ構造における界
面準位密度の分布状態を測定する必要性がある。そこ
で、従来より、例えば文献１（C.N.Berglund, IEEE Tra
ns. Electron Devices, ED-13 ,701-705(1966)）や文献
２（M.Kuhn, Solid-State Electronics, 13 ,873-885(1
970)）に界面準位の測定方法が提案されている。これら
の方法では、まず準静的ＣＶ特性を実測する。図４の実
線がその準静的ＣＶ特性を示す準静的ＣＶ曲線の一例で
ある。
存在によってその特性が大きく変化することから、半導
体デバイスの特性を求める上で、ＭＩＳ構造における界
面準位密度の分布状態を測定する必要性がある。そこ
で、従来より、例えば文献１（C.N.Berglund, IEEE Tra
ns. Electron Devices, ED-13 ,701-705(1966)）や文献
２（M.Kuhn, Solid-State Electronics, 13 ,873-885(1
970)）に界面準位の測定方法が提案されている。これら
の方法では、まず準静的ＣＶ特性を実測する。図４の実
線がその準静的ＣＶ特性を示す準静的ＣＶ曲線の一例で
ある。
【０００３】それに続いて、その準静的ＣＶ特性（図４
の実線）から表面ポテンシャルを算出し、さらに界面準
位が存在しない理想ＭＩＳ構造のＣＶ特性（以下「理想
ＣＶ特性」という）を従来より周知の演算式に基づいて
求める。図４の点線がその理想ＣＶ特性を示す理想ＣＶ
曲線である。そして、こうして求まった準静的ＣＶ曲線
（図４の実線）と理想ＣＶ曲線（図４の点線）とを比較
し、ＭＩＳ構造における界面準位密度分布を求めてい
る。
の実線）から表面ポテンシャルを算出し、さらに界面準
位が存在しない理想ＭＩＳ構造のＣＶ特性（以下「理想
ＣＶ特性」という）を従来より周知の演算式に基づいて
求める。図４の点線がその理想ＣＶ特性を示す理想ＣＶ
曲線である。そして、こうして求まった準静的ＣＶ曲線
（図４の実線）と理想ＣＶ曲線（図４の点線）とを比較
し、ＭＩＳ構造における界面準位密度分布を求めてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】金属（ゲート電極）に
ゲート電圧ＶG を印加したときのＭＩＳ構造の表面ポテ
ンシャルφS （ＶG ）は、文献２に開示されているよう
に、次式
ゲート電圧ＶG を印加したときのＭＩＳ構造の表面ポテ
ンシャルφS （ＶG ）は、文献２に開示されているよう
に、次式
【０００５】
【数３】
【０００６】ただし、 ＶACC …半導体中の多数キャリアが蓄積状態にあ
るときのゲート電圧、 ＣQS（ＶG ) …ゲート電圧ＶG を印加したとき、実測さ
れるＭＩＳ構造の容量、 Ｃ0 …ゲート絶縁膜による容量（絶縁体容
量）、 Δ …不定項 に基づき導出される。数３から分かるように、表面ポテ
ンシャルφS （ＶG ）の導出式には、不定項Δが含まれ
る。したがって、上記のようにして求めた理想ＣＶ曲線
（図４の点線）のフラットバンド電圧ＶFB′が準静的Ｃ
Ｖ曲線（図４の実線）のフラットバンド電圧ＶFBから
Δ′だけずれることがあり、その結果、ＭＩＳ構造の界
面準位密度分布を正確に求めることができないという問
題があった。
るときのゲート電圧、 ＣQS（ＶG ) …ゲート電圧ＶG を印加したとき、実測さ
れるＭＩＳ構造の容量、 Ｃ0 …ゲート絶縁膜による容量（絶縁体容
量）、 Δ …不定項 に基づき導出される。数３から分かるように、表面ポテ
ンシャルφS （ＶG ）の導出式には、不定項Δが含まれ
る。したがって、上記のようにして求めた理想ＣＶ曲線
（図４の点線）のフラットバンド電圧ＶFB′が準静的Ｃ
Ｖ曲線（図４の実線）のフラットバンド電圧ＶFBから
Δ′だけずれることがあり、その結果、ＭＩＳ構造の界
面準位密度分布を正確に求めることができないという問
題があった。
【０００７】また、上記のようにして求めた界面準位密
度分布では、次の問題もあった。図５は、上記の界面準
位密度分布測定方法によって求められた界面準位密度分
布の一例を示す図である。同図において、ＥV は価電子
帯の上端のエネルギーであり、ＥC は伝導帯の下端のエ
ネルギーである。
度分布では、次の問題もあった。図５は、上記の界面準
位密度分布測定方法によって求められた界面準位密度分
布の一例を示す図である。同図において、ＥV は価電子
帯の上端のエネルギーであり、ＥC は伝導帯の下端のエ
ネルギーである。
【０００８】ＭＩＳ構造における界面トラップは、ミッ
ドギャップＥMGよりも高いエネルギー領域ではアクセプ
タ型となる一方、それよりも低いエネルギー領域ではド
ナー型となる。そのため、界面トラップの極性が半導体
のバンドギャップ内で反転し、同図に示すように、エネ
ルギーＥFB（＝ｑ・ＶFB）以下のエネルギー領域では界
面準位密度は負の値をとってしまう。こうした場合、界
面準位密度の対数を求めることができず、エネルギーＥ
V からエネルギーＥC 間でのエネルギー準位に対する界
面準位密度の対数値の変化の様子を検証することができ
ない。
ドギャップＥMGよりも高いエネルギー領域ではアクセプ
タ型となる一方、それよりも低いエネルギー領域ではド
ナー型となる。そのため、界面トラップの極性が半導体
のバンドギャップ内で反転し、同図に示すように、エネ
ルギーＥFB（＝ｑ・ＶFB）以下のエネルギー領域では界
面準位密度は負の値をとってしまう。こうした場合、界
面準位密度の対数を求めることができず、エネルギーＥ
V からエネルギーＥC 間でのエネルギー準位に対する界
面準位密度の対数値の変化の様子を検証することができ
ない。
【０００９】この発明は、上記課題を解消するためにな
されたもので、ＭＩＳ構造の界面準位密度分布を正確に
測定することができるＭＩＳ構造の界面準位密度分布測
定方法を提供することを第１の目的とする。
されたもので、ＭＩＳ構造の界面準位密度分布を正確に
測定することができるＭＩＳ構造の界面準位密度分布測
定方法を提供することを第１の目的とする。
【００１０】また、この発明は、界面準位密度の対数値
の変化の様子を広範囲に渡って検証することができるＭ
ＩＳ構造の界面準位密度分布測定方法を提供することを
第２の目的とする。
の変化の様子を広範囲に渡って検証することができるＭ
ＩＳ構造の界面準位密度分布測定方法を提供することを
第２の目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、金属
−絶縁体−半導体（ＭＩＳ）構造の界面準位密度分布を
測定する界面準位密度分布測定方法であって、上記第１
の目的を達成するために、前記ＭＩＳ構造の高周波ＣＶ
特性を実測し、フラットバンド電圧ＶFBを求める工程
と、前記ＭＩＳ構造の低周波あるいは準静的ＣＶ特性を
実測し、さらに以下の式より表面ポテンシャルφS を求
める工程と、
−絶縁体−半導体（ＭＩＳ）構造の界面準位密度分布を
測定する界面準位密度分布測定方法であって、上記第１
の目的を達成するために、前記ＭＩＳ構造の高周波ＣＶ
特性を実測し、フラットバンド電圧ＶFBを求める工程
と、前記ＭＩＳ構造の低周波あるいは準静的ＣＶ特性を
実測し、さらに以下の式より表面ポテンシャルφS を求
める工程と、
【００１２】
【数４】
【００１３】ただし、ＶG …金属に印加される印加電
圧、 Ｃ …実測されたＭＩＳ構造の容量、 Ｃ0 …ＭＩＳ構造の絶縁体容量 前記表面ポテンシャルφS より前記ＭＩＳ構造の理想Ｃ
Ｖ特性を算出する工程と、前記理想ＣＶ特性と前記低周
波あるいは準静的ＣＶ特性とを比較して前記ＭＩＳ構造
の界面準位密度の分布状態を求める工程とを備えてい
る。
圧、 Ｃ …実測されたＭＩＳ構造の容量、 Ｃ0 …ＭＩＳ構造の絶縁体容量 前記表面ポテンシャルφS より前記ＭＩＳ構造の理想Ｃ
Ｖ特性を算出する工程と、前記理想ＣＶ特性と前記低周
波あるいは準静的ＣＶ特性とを比較して前記ＭＩＳ構造
の界面準位密度の分布状態を求める工程とを備えてい
る。
【００１４】また、請求項２の発明は、上記第２の目的
を達成するために、前記ＭＩＳ構造の界面準位密度Ｄit
（φS ）を、次式
を達成するために、前記ＭＩＳ構造の界面準位密度Ｄit
（φS ）を、次式
【００１５】
【数５】
【００１６】ただし、ｑ …電荷素量、 ＣSC（φS ）…半導体の理想空乏層容量 により求めている。
【００１７】また、請求項３の発明は、金属−絶縁体−
半導体（ＭＩＳ）構造の界面準位密度分布を測定する界
面準位密度分布測定方法であって、上記第２の目的を達
成するために、理想ＣＶ特性と低周波あるいは準静的Ｃ
Ｖ特性とを比較してＭＩＳ構造の界面準位密度を求めた
後、さらに求まった値の絶対値を求め、その絶対値によ
って前記ＭＩＳ構造の界面準位密度の分布状態を表して
いる。
半導体（ＭＩＳ）構造の界面準位密度分布を測定する界
面準位密度分布測定方法であって、上記第２の目的を達
成するために、理想ＣＶ特性と低周波あるいは準静的Ｃ
Ｖ特性とを比較してＭＩＳ構造の界面準位密度を求めた
後、さらに求まった値の絶対値を求め、その絶対値によ
って前記ＭＩＳ構造の界面準位密度の分布状態を表して
いる。
【００１８】
【作用】請求項１の発明によれば、ＭＩＳ構造の高周波
ＣＶ特性を実測することによってフラットバンド電圧が
求められた後、そのフラットバンド電圧に基づく定積分
処理により表面ポテンシャルが算出される。そして、そ
の表面ポテンシャルから前記ＭＩＳ構造の理想ＣＶ特性
が求められている。したがって、理想ＣＶ曲線のフラッ
トバンド電圧が実験的に求められた低周波あるいは準静
的ＣＶ曲線のフラットバンド電圧と一致し、ＭＩＳ構造
の界面準位密度分布を正確に測定することができる。
ＣＶ特性を実測することによってフラットバンド電圧が
求められた後、そのフラットバンド電圧に基づく定積分
処理により表面ポテンシャルが算出される。そして、そ
の表面ポテンシャルから前記ＭＩＳ構造の理想ＣＶ特性
が求められている。したがって、理想ＣＶ曲線のフラッ
トバンド電圧が実験的に求められた低周波あるいは準静
的ＣＶ曲線のフラットバンド電圧と一致し、ＭＩＳ構造
の界面準位密度分布を正確に測定することができる。
【００１９】また、請求項２及び３の発明では、理想Ｃ
Ｖ特性と低周波あるいは準静的ＣＶ特性とが比較されて
ＭＩＳ構造の界面準位密度が求められた後、さらに求ま
った値の絶対値が求められるので、常に界面準位密度は
正の値をとり、その対数値を求めることができる。
Ｖ特性と低周波あるいは準静的ＣＶ特性とが比較されて
ＭＩＳ構造の界面準位密度が求められた後、さらに求ま
った値の絶対値が求められるので、常に界面準位密度は
正の値をとり、その対数値を求めることができる。
【００２０】
【実施例】図１はこの発明に係る界面準位密度分布測定
方法の一実施例を示すフローチャートである。この実施
例では、まず例えば文献３（S.M.Sze,Physics of Semic
onductor Devices, 2nd Edition, John Wiley & Sons,
pp.362-430 (1982)）に開示された高周波ＣＶ法を用い
て金属−ゲート絶縁膜−ｐ型半導体（ＭＩＳ）構造の高
周波ＣＶ特性を実測する（ステップＳＴ１）。この過程
において正確なフラットバンド電圧ＶFBが得られる。
方法の一実施例を示すフローチャートである。この実施
例では、まず例えば文献３（S.M.Sze,Physics of Semic
onductor Devices, 2nd Edition, John Wiley & Sons,
pp.362-430 (1982)）に開示された高周波ＣＶ法を用い
て金属−ゲート絶縁膜−ｐ型半導体（ＭＩＳ）構造の高
周波ＣＶ特性を実測する（ステップＳＴ１）。この過程
において正確なフラットバンド電圧ＶFBが得られる。
【００２１】次に、ステップＳＴ２では、従来例と同様
にして、準静的ＣＶ特性を実測する。図２の実線がこの
準静的ＣＶ特性を示す準静的ＣＶ曲線の一例である。な
お、同図において、横軸はＭＩＳ構造に印加されるゲー
ト電圧ＶG を示し、縦軸はＭＩＳ構造の容量Ｃとゲート
絶縁膜の容量（絶縁体容量）Ｃ0 との比（Ｃ／Ｃ0 ）を
示している。
にして、準静的ＣＶ特性を実測する。図２の実線がこの
準静的ＣＶ特性を示す準静的ＣＶ曲線の一例である。な
お、同図において、横軸はＭＩＳ構造に印加されるゲー
ト電圧ＶG を示し、縦軸はＭＩＳ構造の容量Ｃとゲート
絶縁膜の容量（絶縁体容量）Ｃ0 との比（Ｃ／Ｃ0 ）を
示している。
【００２２】そして、ステップＳＴ３で、表面ポテンシ
ャルφS （ＶG ）を次式
ャルφS （ＶG ）を次式
【００２３】
【数６】
【００２４】にしたがって算出する。それに続いて、ス
テップＳＴ４では、こうして求められた表面ポテンシャ
ルφS （ＶG ）から理想ＣＶ特性（図２の点線）を求め
る。すなわち、表面ポテンシャルφS を次式
テップＳＴ４では、こうして求められた表面ポテンシャ
ルφS （ＶG ）から理想ＣＶ特性（図２の点線）を求め
る。すなわち、表面ポテンシャルφS を次式
【００２５】
【数７】
【００２６】
【数８】
【００２７】
【数９】
【００２８】
【数１０】
【００２９】ただし、 εS …ｐ型半導体の比誘電率、 ｎp0…熱平衡状態における電子密度、 ｐp0…熱平衡状態における正孔密度、 ＬD …正孔のデバイ長、 ｋB …ボルツマン定数、 Ｔ…絶対温度、 ｑ…電荷素量 に代入することによって、界面準位を考慮しないｐ型半
導体の理想空乏層容量ＣSCを求める。そして、容量
ＣSC，Ｃ0 を次式
導体の理想空乏層容量ＣSCを求める。そして、容量
ＣSC，Ｃ0 を次式
【００３０】
【数１１】
【００３１】に代入することによって、ゲート電圧ＶG
を理想ＭＩＳ構造に印加したときの容量Ｃidを求める。
こうして理想ＣＶ特性が求められ、それを図示したもの
が図２の点線で示す理想ＣＶ曲線である。
を理想ＭＩＳ構造に印加したときの容量Ｃidを求める。
こうして理想ＣＶ特性が求められ、それを図示したもの
が図２の点線で示す理想ＣＶ曲線である。
【００３２】その後、ステップＳＴ５で、準静的ＣＶ曲
線（図２の実線）と理想ＣＶ曲線（図２の点線）とを比
較し、ＭＩＳ構造における界面準位密度の分布状態を求
めている。すなわち、上記のようにして求まった容量Ｃ
SC（ＶG ) ，ＣQS（ＶG ) を次式
線（図２の実線）と理想ＣＶ曲線（図２の点線）とを比
較し、ＭＩＳ構造における界面準位密度の分布状態を求
めている。すなわち、上記のようにして求まった容量Ｃ
SC（ＶG ) ，ＣQS（ＶG ) を次式
【００３３】
【数１２】
【００３４】
【数１３】
【００３５】ただし、 ＥG …半導体のバンドギャップ、 φf …フェルミポテンシャル に代入することによって界面準位密度Ｄit(E) を求めて
いる。
いる。
【００３６】以上のように、この実施例によれば、高周
波ＣＶ法によって正確なフラットバンド電圧ＶFBを求
め、さらにその電圧ＶFBに基づく定積分演算によって表
面ポテンシャルφS （ＶG ）を算出している（ステップ
ＳＴ３）。したがって、不定項Δの影響を受けることな
く、正確に表面ポテンシャルφS （ＶG ）を求めること
ができ、図２に示すように、理想ＣＶ曲線のフラットバ
ンド電圧ＶFB′が準静的ＣＶ曲線のフラットバンド電圧
ＶFBと一致する。その結果、界面準位密度Ｄit(E) を精
度良く求めることができる。
波ＣＶ法によって正確なフラットバンド電圧ＶFBを求
め、さらにその電圧ＶFBに基づく定積分演算によって表
面ポテンシャルφS （ＶG ）を算出している（ステップ
ＳＴ３）。したがって、不定項Δの影響を受けることな
く、正確に表面ポテンシャルφS （ＶG ）を求めること
ができ、図２に示すように、理想ＣＶ曲線のフラットバ
ンド電圧ＶFB′が準静的ＣＶ曲線のフラットバンド電圧
ＶFBと一致する。その結果、界面準位密度Ｄit(E) を精
度良く求めることができる。
【００３７】図３は、この実施例に係る界面準位密度分
布測定方法によって求められた界面準位密度分布の一例
を示す図である。同図において、ＥV は価電子帯の上端
のエネルギーであり、ＥC は伝導帯の下端のエネルギー
である。
布測定方法によって求められた界面準位密度分布の一例
を示す図である。同図において、ＥV は価電子帯の上端
のエネルギーであり、ＥC は伝導帯の下端のエネルギー
である。
【００３８】数１２に基づき界面準位密度Ｄit(E) を求
めた場合には、先に説明した理由から、同図に示すよう
に、エネルギーＥFB（＝ｑ・ＶFB）以下のエネルギー領
域では界面準位密度Ｄit(E) は負の値をとってしまう。
その結果、エネルギーＥV からエネルギーＥC 間でのエ
ネルギー準位に対する界面準位密度Ｄit(E) の対数値の
変化の様子を検証することができない。
めた場合には、先に説明した理由から、同図に示すよう
に、エネルギーＥFB（＝ｑ・ＶFB）以下のエネルギー領
域では界面準位密度Ｄit(E) は負の値をとってしまう。
その結果、エネルギーＥV からエネルギーＥC 間でのエ
ネルギー準位に対する界面準位密度Ｄit(E) の対数値の
変化の様子を検証することができない。
【００３９】こうした問題を解消するには、数１２によ
って界面準位密度Ｄit(E) を算出する代わりに、次式
って界面準位密度Ｄit(E) を算出する代わりに、次式
【００４０】
【数１４】
【００４１】にしたがって界面準位密度Ｄit(E) を求め
ればよい。図３の一点鎖線は数１４によって求められた
界面準位密度Ｄit(E)の分布状態を示している。この図
から分かるように、エネルギーＥV からエネルギーＥC
にわたるエネルギー領域において、界面準位密度Ｄ
it(E) は正の値をとることとなり、エネルギーＥV から
エネルギーＥC での界面準位密度Ｄit(E) の対数を求め
ることが可能となる。
ればよい。図３の一点鎖線は数１４によって求められた
界面準位密度Ｄit(E)の分布状態を示している。この図
から分かるように、エネルギーＥV からエネルギーＥC
にわたるエネルギー領域において、界面準位密度Ｄ
it(E) は正の値をとることとなり、エネルギーＥV から
エネルギーＥC での界面準位密度Ｄit(E) の対数を求め
ることが可能となる。
【００４２】なお、準静的ＣＶ特性の代わりに低周波Ｃ
Ｖ特性を求め、上記と同様にして界面準位密度Ｄit(E)
を求めるようにしても良く、この場合にも上記と同様の
効果が得られる。
Ｖ特性を求め、上記と同様にして界面準位密度Ｄit(E)
を求めるようにしても良く、この場合にも上記と同様の
効果が得られる。
【００４３】
【発明の効果】以上のように、請求項１発明によれば、
ＭＩＳ構造の高周波ＣＶ特性を実測することによってフ
ラットバンド電圧を求め、さらにそのフラットバンド電
圧に基づく定積分処理により表面ポテンシャルを算出し
た後、その表面ポテンシャルから前記ＭＩＳ構造の理想
ＣＶ特性を求めているので、理想ＣＶ曲線のフラットバ
ンド電圧が低周波あるいは準静的ＣＶ曲線のフラットバ
ンド電圧と一致し、ＭＩＳ構造の界面準位密度分布を正
確に測定することができる。
ＭＩＳ構造の高周波ＣＶ特性を実測することによってフ
ラットバンド電圧を求め、さらにそのフラットバンド電
圧に基づく定積分処理により表面ポテンシャルを算出し
た後、その表面ポテンシャルから前記ＭＩＳ構造の理想
ＣＶ特性を求めているので、理想ＣＶ曲線のフラットバ
ンド電圧が低周波あるいは準静的ＣＶ曲線のフラットバ
ンド電圧と一致し、ＭＩＳ構造の界面準位密度分布を正
確に測定することができる。
【００４４】また、請求項２及び３の発明によれば、理
想ＣＶ特性と低周波あるいは準静的ＣＶ特性とを比較し
てＭＩＳ構造の界面準位密度を求めた後、さらにこうし
て求まった値の絶対値を求めているので、常に界面準位
密度は正の値となり、その対数値を求めることができ、
界面準位密度の対数値の変化の様子を広範囲に渡って検
証することができる。
想ＣＶ特性と低周波あるいは準静的ＣＶ特性とを比較し
てＭＩＳ構造の界面準位密度を求めた後、さらにこうし
て求まった値の絶対値を求めているので、常に界面準位
密度は正の値となり、その対数値を求めることができ、
界面準位密度の対数値の変化の様子を広範囲に渡って検
証することができる。
【図１】この発明に係る界面準位密度分布測定方法の一
実施例を示すフローチャートである。
実施例を示すフローチャートである。
【図２】ＭＩＳ構造のＣＶ特性を示す図である。
【図３】界面準位密度の分布状態を示す図である。
【図４】ＭＩＳ構造のＣＶ特性を示す図である。
【図５】界面準位密度の分布状態を示す図である。
ＶFB フラットバンド電圧
Claims (3)
- 【請求項１】 金属−絶縁体−半導体（ＭＩＳ）構造の
界面準位密度分布を測定する界面準位密度分布測定方法
であって、前記ＭＩＳ構造の高周波ＣＶ特性を実測し、
フラットバンド電圧ＶFBを求める工程と、前記ＭＩＳ構
造の低周波あるいは準静的ＣＶ特性を実測し、さらに以
下の式より表面ポテンシャルφS を求める工程と、 【数１】 ただし、ＶG …金属に印加される印加電圧、 Ｃ …実測されたＭＩＳ構造の容量、 Ｃ0 …ＭＩＳ構造の絶縁体容量 前記表面ポテンシャルφS より前記ＭＩＳ構造の理想Ｃ
Ｖ特性を算出する工程と、前記理想ＣＶ特性と前記低周
波あるいは準静的ＣＶ特性とを比較して前記ＭＩＳ構造
の界面準位密度の分布状態を求める工程とを備えたこと
を特徴とするＭＩＳ構造の界面準位密度分布測定方法。 - 【請求項２】 前記ＭＩＳ構造の界面準位密度Ｄit（φ
S ）を、次式 【数２】 ただし、ｑ …電荷素量、 ＣSC（φS ）…半導体の理想空乏層容量 により求める請求項１のＭＩＳ構造の界面準位密度分布
測定方法。 - 【請求項３】 金属−絶縁体−半導体（ＭＩＳ）構造の
界面準位密度分布を測定する界面準位密度分布測定方法
であって、理想ＣＶ特性と低周波あるいは準静的ＣＶ特
性とを比較してＭＩＳ構造の界面準位密度を求めた後、
さらに求まった値の絶対値を求め、その絶対値によって
前記ＭＩＳ構造の界面準位密度の分布状態を表すことを
特徴とするＭＩＳ構造の界面準位密度分布測定方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3082121A JP2619147B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | Ｍｉｓ構造の界面準位密度分布測定方法 |
| US07/798,177 US5266892A (en) | 1991-04-15 | 1991-11-26 | Method of measuring interface state density distribution in MIS structure |
| DE4202619A DE4202619C2 (de) | 1991-04-15 | 1992-01-30 | Verfahren zur Messung der Zwischenschicht-Zustandsdichteverteilung in einer MIS-Struktur |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3082121A JP2619147B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | Ｍｉｓ構造の界面準位密度分布測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04315969A JPH04315969A (ja) | 1992-11-06 |
| JP2619147B2 true JP2619147B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=13765582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3082121A Expired - Fee Related JP2619147B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | Ｍｉｓ構造の界面準位密度分布測定方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5266892A (ja) |
| JP (1) | JP2619147B2 (ja) |
| DE (1) | DE4202619C2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5485091A (en) * | 1995-05-12 | 1996-01-16 | International Business Machines Corporation | Contactless electrical thin oxide measurements |
| US5644223A (en) * | 1995-05-12 | 1997-07-01 | International Business Machines Corporation | Uniform density charge deposit source |
| US5594247A (en) * | 1995-07-07 | 1997-01-14 | Keithley Instruments, Inc. | Apparatus and method for depositing charge on a semiconductor wafer |
| US5767693A (en) * | 1996-09-04 | 1998-06-16 | Smithley Instruments, Inc. | Method and apparatus for measurement of mobile charges with a corona screen gun |
| US6060709A (en) * | 1997-12-31 | 2000-05-09 | Verkuil; Roger L. | Apparatus and method for depositing uniform charge on a thin oxide semiconductor wafer |
| JP3736740B2 (ja) * | 2000-12-12 | 2006-01-18 | シャープ株式会社 | 絶縁膜容量評価装置および絶縁膜容量評価方法 |
| US7808257B2 (en) * | 2003-11-12 | 2010-10-05 | International Business Machines Corporation | Ionization test for electrical verification |
| US7088123B1 (en) * | 2005-08-31 | 2006-08-08 | Texas Instruments Incorporated | System and method for extraction of C-V characteristics of ultra-thin oxides |
| JP5881037B2 (ja) * | 2011-08-10 | 2016-03-09 | 国立大学法人京都大学 | 絶縁物／半導体界面の評価方法及び評価装置 |
| CN102540040A (zh) * | 2011-10-21 | 2012-07-04 | 上海华力微电子有限公司 | 一种电导法量测界面态密度的改进方法 |
| JP6389395B2 (ja) * | 2013-09-13 | 2018-09-12 | 日本放送協会 | 欠陥密度測定装置及び欠陥密度測定プログラム |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3975648A (en) * | 1975-06-16 | 1976-08-17 | Hewlett-Packard Company | Flat-band voltage reference |
| US4325025A (en) * | 1980-05-22 | 1982-04-13 | International Business Machines Corporation | Automated channel doping measuring circuit |
| US4827212A (en) * | 1988-01-20 | 1989-05-02 | Semitest, Inc. | Noninvasive method and apparatus for characterization of semiconductors |
-
1991
- 1991-04-15 JP JP3082121A patent/JP2619147B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-26 US US07/798,177 patent/US5266892A/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-01-30 DE DE4202619A patent/DE4202619C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4202619A1 (de) | 1992-10-22 |
| US5266892A (en) | 1993-11-30 |
| JPH04315969A (ja) | 1992-11-06 |
| DE4202619C2 (de) | 1994-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6734696B2 (en) | Non-contact hysteresis measurements of insulating films | |
| JP2619147B2 (ja) | Ｍｉｓ構造の界面準位密度分布測定方法 | |
| Murrell et al. | Spatially resolved electrical measurements of SiO2 gate oxides using atomic force microscopy | |
| EP0742423B1 (en) | Contactless electrical thin oxide measurements | |
| Chiou et al. | Determination of the Fowler–Nordheim tunneling parameters from the Fowler–Nordheim plot | |
| US6202029B1 (en) | Non-contact electrical conduction measurement for insulating films | |
| US4325025A (en) | Automated channel doping measuring circuit | |
| Moser et al. | Mechanisms for enhancement of sensing performance in CMOS ISFET arrays using reactive ion etching | |
| JP5881037B2 (ja) | 絶縁物／半導体界面の評価方法及び評価装置 | |
| Koukab et al. | An improved high frequency CV method for interface state analysis on MIS structures | |
| Fogels et al. | Characterization of Surface States at the Si‐SiO2 Interface Using the Quasi‐Static Technique | |
| Greve et al. | Interpretation of capacitance‐voltage characteristics of polycrystalline silicon thin‐film transistors | |
| CN109085486B (zh) | 一种半导体-绝缘体界面态密度和俘获截面的测试方法 | |
| JP2005142304A (ja) | トランジスタの評価方法 | |
| JP4316533B2 (ja) | 半導体装置の評価方法 | |
| JP3080043B2 (ja) | Ｍｏｓｆｅｔオーバーラップ長測定方法 | |
| JP2006523837A (ja) | 誘電体層厚を決定する方法及び装置 | |
| KR101916819B1 (ko) | 실리콘 관통전극의 킵-아웃 존 결정 방법 및 킵-아웃 존을 결정하는 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록매체 | |
| JPH11154696A (ja) | Ｍｏｓｆｅｔ容量測定方法 | |
| JP2957641B2 (ja) | 電気特性評価方法 | |
| JP2003092319A (ja) | 半導体素子の評価方法 | |
| Clemens et al. | Aluminum Oxide/Silicon Dioxide, Double‐Insulator, MOS Structure | |
| JP2003179114A (ja) | 半導体ウェーハの抵抗率測定方法 | |
| JP2000058612A (ja) | 半導体素子の絶縁膜の評価方法 | |
| US6794706B2 (en) | Applications of space-charge-limited conduction induced current increase in nitride-oxide dielectric capacitors: voltage regulator for power supply system and others |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |