JPS5922337A - 界面電気伝導評価方法 - Google Patents
界面電気伝導評価方法Info
- Publication number
- JPS5922337A JPS5922337A JP57131537A JP13153782A JPS5922337A JP S5922337 A JPS5922337 A JP S5922337A JP 57131537 A JP57131537 A JP 57131537A JP 13153782 A JP13153782 A JP 13153782A JP S5922337 A JPS5922337 A JP S5922337A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- interface
- pulse
- drain
- temperature
- source
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- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、半導体装置に於けるヘテロ接合の界面或いは
絶縁膜と半導体の界面に於ける電気伝導に悪影響を及ば
ず前記界面或いは該界面近傍の深い不純物準位(欠陥準
位)を検出するのに好適な界面電気伝導評価方法に関す
る。
絶縁膜と半導体の界面に於ける電気伝導に悪影響を及ば
ず前記界面或いは該界面近傍の深い不純物準位(欠陥準
位)を検出するのに好適な界面電気伝導評価方法に関す
る。
従来技術と問題点
従来、ヘテロ接合の界面に流れる電流或いは絶縁膜と半
導体との界面に流れる電流を利用する半導体装置として
、例えば、電界効果半導体装置が知られている。
導体との界面に流れる電流を利用する半導体装置として
、例えば、電界効果半導体装置が知られている。
このような半導体装置では、界面電気伝導の良否が特性
に大きく影響し、そして、界面電気伝導はその界面或い
は該界面近傍の深い不純q!A準位に関係している。
に大きく影響し、そして、界面電気伝導はその界面或い
は該界面近傍の深い不純q!A準位に関係している。
従って、界面電気伝導と界面或いは該界面近傍の深い不
純物準位との相関を知得することは特性の良い半導体装
置を得るのに必要であるが、今までその方法がなかった
。
純物準位との相関を知得することは特性の良い半導体装
置を得るのに必要であるが、今までその方法がなかった
。
発明の目的
本発明は、界面電気伝導と界面或いは界面近傍の深い不
純物準位との相関を実際の電界効果半導体装置を用いて
直接求めることができるようにするものである。
純物準位との相関を実際の電界効果半導体装置を用いて
直接求めることができるようにするものである。
発明の構成
本発明の原理を第1図及び第2図を参照して説明する。
第1図は、ヘテロ接合の界面に流れる電流を利用する電
界効果半導体装置のハンド・モデル図である。
界効果半導体装置のハンド・モデル図である。
図に於いて、MGは金属ゲート電極、1ばGa八へΔs
Ftであるn′″型半導体層、2はcaAslWである
半導体層、F Lはフェルミ46位、SLは界面準位、
SEは界面電荷をそれぞれ示す。
Ftであるn′″型半導体層、2はcaAslWである
半導体層、F Lはフェルミ46位、SLは界面準位、
SEは界面電荷をそれぞれ示す。
図(a)は通常のバイアス電圧が印加された定常状態の
場合を表わしていて、界面準位S Lは電子で満たされ
ていない。
場合を表わしていて、界面準位S Lは電子で満たされ
ていない。
図(b)は前記通常のバイアス電圧の外に金属ゲート電
極MGにパルス・バイアスを印加して界面の荷電状態が
より蓄積(反転)モードになるようにした場合を表わし
ていて、界面準位s r、は電子で満たされている。
極MGにパルス・バイアスを印加して界面の荷電状態が
より蓄積(反転)モードになるようにした場合を表わし
ていて、界面準位s r、は電子で満たされている。
図(c)は前記パルス・バイアスを印加した状態から前
記図(a)に関して説明したjff1常のバイアス電圧
印加状態に戻した場合を表わしていて、この状態になる
と、前記図(b)に関−して説明した界面準位Sl、に
蓄積された電荷は放出されることになる。
記図(a)に関して説明したjff1常のバイアス電圧
印加状態に戻した場合を表わしていて、この状態になる
と、前記図(b)に関−して説明した界面準位Sl、に
蓄積された電荷は放出されることになる。
この電荷放出に依り、界面に存在する蓄積(反転)電荷
量は変化し、従って、ドレイン・ソース間の電流も変化
する。
量は変化し、従って、ドレイン・ソース間の電流も変化
する。
この電流変化をパルス・バイアス印加終了後、所定の時
刻t1及びt2でサンプリングし、その時刻t1とt2
の間に於ける電流の差を温度の関数として求めるのであ
る。
刻t1及びt2でサンプリングし、その時刻t1とt2
の間に於ける電流の差を温度の関数として求めるのであ
る。
このように、温度の関数として求める為には、試料であ
る電界効果半導体装置をヒータで加熱できる容器内に配
置し、その電界効果半導体装置の温度を例えば熱電対で
検出しながら変化させ、その温度に関する信号を例えば
X−Yレコーダの一方の入力端に送入することが必要で
ある。
る電界効果半導体装置をヒータで加熱できる容器内に配
置し、その電界効果半導体装置の温度を例えば熱電対で
検出しながら変化させ、その温度に関する信号を例えば
X−Yレコーダの一方の入力端に送入することが必要で
ある。
第2図は、前記のような操作を行なっ一ノこ場合を説明
するもので、図(a)はゲート・バイアス電圧を、図(
b)はドレイン・ソース間電流を表わす線図である。
するもので、図(a)はゲート・バイアス電圧を、図(
b)はドレイン・ソース間電流を表わす線図である。
図に於いて、VRはゲート・バイアス値、VPはパルス
・バイアス値、tは時間、PBI及びPH1はパルス・
バイアス、tl及びt2はサンプリング時刻をそれぞれ
示す。 図から1゛するように、パルス・バイアスFB
I或いはPH1が印加され、それ等が立ち下がってから
のドレイン・ソース電流は欠陥準位があると図示の如く
変化する。若し、欠陥準位がなりればドレイン・ソース
電流は変化せず平坦である。尚、このサンプリング時刻
t1及び12間で前記温度スキャンニングが行なわれて
いることば云うまでもない。
・バイアス値、tは時間、PBI及びPH1はパルス・
バイアス、tl及びt2はサンプリング時刻をそれぞれ
示す。 図から1゛するように、パルス・バイアスFB
I或いはPH1が印加され、それ等が立ち下がってから
のドレイン・ソース電流は欠陥準位があると図示の如く
変化する。若し、欠陥準位がなりればドレイン・ソース
電流は変化せず平坦である。尚、このサンプリング時刻
t1及び12間で前記温度スキャンニングが行なわれて
いることば云うまでもない。
発明の実施例
第3図は本発明を実施する装置の一例を表わすブロック
図である。
図である。
図に於いて、11はバイアス電圧発生器、12はパルス
・バイアス電圧発生器、13は増幅器、14はボックス
カー・アベレイジャ、15はX・Yレコーダ、TTば熱
電対、Qは試料であるl・ランジスタ、Sばソース、■
〕はドレイン、Gはゲート、Rは抵抗をそれぞれ示す。
・バイアス電圧発生器、13は増幅器、14はボックス
カー・アベレイジャ、15はX・Yレコーダ、TTば熱
電対、Qは試料であるl・ランジスタ、Sばソース、■
〕はドレイン、Gはゲート、Rは抵抗をそれぞれ示す。
本実施例では、ソースS及び11470間に一定電圧を
加え、ケートGに界面が反転成いは蓄積モードになるよ
うな電圧を印加、fillち、パルス・バイアス電圧発
生器I2からパルス・ハ・Cアスを印加する。パルス・
バイアスが立ら下がった後、ドレインD・ソース8間電
流の過渡応答をボ・ノクスカー・アヘレイジャ14でサ
ンプリングし、時刻t1及びL2に於ける電流からその
差を求める。
加え、ケートGに界面が反転成いは蓄積モードになるよ
うな電圧を印加、fillち、パルス・バイアス電圧発
生器I2からパルス・ハ・Cアスを印加する。パルス・
バイアスが立ら下がった後、ドレインD・ソース8間電
流の過渡応答をボ・ノクスカー・アヘレイジャ14でサ
ンプリングし、時刻t1及びL2に於ける電流からその
差を求める。
試料であるトランジスタQの温度を変えながら時刻t1
とt2の電流差を温度の関数としてX −、Yレコーダ
15に記録する。
とt2の電流差を温度の関数としてX −、Yレコーダ
15に記録する。
第4図は前記実施例に依って、界面電気伝導と欠陥準位
との相関を評価したデータを表わす線図である。
との相関を評価したデータを表わす線図である。
図では、横軸に温度Tを、縦軸に1(LL)−j(t2
)の信号を採り、サンプリングするゲートの位置、即ち
、t 1/l 2を変えてiJIられたスペクトルを示
している。尚、■)13はこのデータを得るに際し用い
られたパルス・バイアスの条件を示している。
)の信号を採り、サンプリングするゲートの位置、即ち
、t 1/l 2を変えてiJIられたスペクトルを示
している。尚、■)13はこのデータを得るに際し用い
られたパルス・バイアスの条件を示している。
このデータにこ示されたピーク電流のゲート位置依存性
から、ピーク電流を生じさ−Uる欠陥は伝導帯から0.
’36 (eV)のエネルギの位置にあることが判った
。
から、ピーク電流を生じさ−Uる欠陥は伝導帯から0.
’36 (eV)のエネルギの位置にあることが判った
。
ところで、深い不純物準位、即し、欠陥準位の荷電状態
を定常状態からずらずには、1−ランジスタのゲートに
パルス・バイアスを印加する方法の外に光を照射して電
子を充満させることもできる。
を定常状態からずらずには、1−ランジスタのゲートに
パルス・バイアスを印加する方法の外に光を照射して電
子を充満させることもできる。
尚、そのときの照射光としては、レーザ光の如き単色光
を用いることが望ましい。
を用いることが望ましい。
第5図は光を照射する方法を実施する装置の一例を表わ
すブlコック図であり、第3図に関して説明した部分と
同部分は同記号で指示しである。
すブlコック図であり、第3図に関して説明した部分と
同部分は同記号で指示しである。
本装置が第3図に示した装置と相違する点は、レーザ光
発生器16、光チコッパI7、ハーフ・ミラー1日、フ
ォト・セル19、バイアス電圧発生器20を備えている
ことである。
発生器16、光チコッパI7、ハーフ・ミラー1日、フ
ォト・セル19、バイアス電圧発生器20を備えている
ことである。
この装置では、バイアス電圧発生器2oでトランジスタ
Qのケーj・に一定のバイアス電圧を印加しておき、レ
ーザ光発生器1Gからの光を光チョッパ17でパルス状
とし、これをハーフ・ミラー18を介してトランジスタ
Qに照射する。また、ハーフ・ミラー18で反射された
一部の光はフォ1−・セル1!Jに於いて光電変換され
、それに依りiMられたパルスはボックスカー・アヘレ
・イジャ14のトリガ信号として使用される。トランジ
スタQに光パルスが入射してから後は第3図に示した装
置の動作と殆ど変りない。即し、光パルスの照射終了後
、ドレイン・ソース間電流の過渡応答を測定し、それを
記録するものである。
Qのケーj・に一定のバイアス電圧を印加しておき、レ
ーザ光発生器1Gからの光を光チョッパ17でパルス状
とし、これをハーフ・ミラー18を介してトランジスタ
Qに照射する。また、ハーフ・ミラー18で反射された
一部の光はフォ1−・セル1!Jに於いて光電変換され
、それに依りiMられたパルスはボックスカー・アヘレ
・イジャ14のトリガ信号として使用される。トランジ
スタQに光パルスが入射してから後は第3図に示した装
置の動作と殆ど変りない。即し、光パルスの照射終了後
、ドレイン・ソース間電流の過渡応答を測定し、それを
記録するものである。
発明の効果
本発明に依れば、界面電気伝導と界面或いは界面近傍の
深い不純物準位との相関を実際の電界効果半導体装置を
使用してスペクトル・スコピックに検出することができ
るので、良好な界面を得る吻偽の基礎データを容易に得
ることが可能である。
深い不純物準位との相関を実際の電界効果半導体装置を
使用してスペクトル・スコピックに検出することができ
るので、良好な界面を得る吻偽の基礎データを容易に得
ることが可能である。
第1図及びポ2図は本発明の詳細な説明する為のバンド
・モデル図及びゲート・バイアス電圧とドレイン・ソー
ス間電流を表わす線図、第3図は本発明を実施する装置
の一例を説明する為のブロック図、第4図は第3図の装
置にて得られたデータを表わす線図、第5図は本発明を
実施する装置の他の一例を表わすブロック図である。 る半導体層、F Lはフェルミ準位、s I−は界面準
位、SEは界面電荷、tl及びL2はサンプリングの時
刻、11はバイアス電圧発生器、12はパルス・バイア
ス電圧発生器、13ば増幅器、14ばボ・7クスカー・
アヘレイジャ、15はX−Yレコーダ、′FTは熱電対
、Qは1−ランジスタ、Sばソース、Dはドレイン、G
はゲート、Rは抵抗である。 特許出願人 冨士通株式会社 代理人弁理士 玉蟲 久五部 (外3名) 147− 第1図 Mひ 12 〔Vプ) (:y)?−1,+x)y 09!
・モデル図及びゲート・バイアス電圧とドレイン・ソー
ス間電流を表わす線図、第3図は本発明を実施する装置
の一例を説明する為のブロック図、第4図は第3図の装
置にて得られたデータを表わす線図、第5図は本発明を
実施する装置の他の一例を表わすブロック図である。 る半導体層、F Lはフェルミ準位、s I−は界面準
位、SEは界面電荷、tl及びL2はサンプリングの時
刻、11はバイアス電圧発生器、12はパルス・バイア
ス電圧発生器、13ば増幅器、14ばボ・7クスカー・
アヘレイジャ、15はX−Yレコーダ、′FTは熱電対
、Qは1−ランジスタ、Sばソース、Dはドレイン、G
はゲート、Rは抵抗である。 特許出願人 冨士通株式会社 代理人弁理士 玉蟲 久五部 (外3名) 147− 第1図 Mひ 12 〔Vプ) (:y)?−1,+x)y 09!
Claims (1)
- ヘテロ接合の界面、絶縁物及び半導体の界面等の界面に
於ける電気伝導を利用した電昇効果半導体装置のゲート
に電気あるいは光のパルスを加え、該パルスの終了後、
所定時刻のドレイン・ソース間電流の過渡応答を電界効
果半導体装置の温度を変化させつつ測定することを特徴
とする界面電気伝導評価方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13153782A JPH0622259B2 (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 界面電気伝導評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13153782A JPH0622259B2 (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 界面電気伝導評価方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5922337A true JPS5922337A (ja) | 1984-02-04 |
JPH0622259B2 JPH0622259B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=15060387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13153782A Expired - Lifetime JPH0622259B2 (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 界面電気伝導評価方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0622259B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4820657A (en) * | 1987-02-06 | 1989-04-11 | Georgia Tech Research Corporation | Method for altering characteristics of junction semiconductor devices |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5567147A (en) * | 1978-11-14 | 1980-05-21 | Res Dev Corp Of Japan | Measuring of electric characteristic of defect on interface between insulating film and semiconductor |
JPS568841A (en) * | 1979-07-04 | 1981-01-29 | Nec Corp | Measuring method of micro probe deep level |
JPS58206135A (ja) * | 1982-05-27 | 1983-12-01 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | Mos型ダイオ−ドの界面における少数キヤリアトラツプ準位測定方法 |
-
1982
- 1982-07-28 JP JP13153782A patent/JPH0622259B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5567147A (en) * | 1978-11-14 | 1980-05-21 | Res Dev Corp Of Japan | Measuring of electric characteristic of defect on interface between insulating film and semiconductor |
JPS568841A (en) * | 1979-07-04 | 1981-01-29 | Nec Corp | Measuring method of micro probe deep level |
JPS58206135A (ja) * | 1982-05-27 | 1983-12-01 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | Mos型ダイオ−ドの界面における少数キヤリアトラツプ準位測定方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4820657A (en) * | 1987-02-06 | 1989-04-11 | Georgia Tech Research Corporation | Method for altering characteristics of junction semiconductor devices |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0622259B2 (ja) | 1994-03-23 |
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