SU1418628A1 - Method of determining distribution of space charge in dielectric-semiconductor structure - Google Patents

Method of determining distribution of space charge in dielectric-semiconductor structure Download PDF

Info

Publication number
SU1418628A1
SU1418628A1 SU874223133A SU4223133A SU1418628A1 SU 1418628 A1 SU1418628 A1 SU 1418628A1 SU 874223133 A SU874223133 A SU 874223133A SU 4223133 A SU4223133 A SU 4223133A SU 1418628 A1 SU1418628 A1 SU 1418628A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
semiconductor
charge
potential
dielectric
dielectric layer
Prior art date
Application number
SU874223133A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эдмундас Адольфович Монтримас
Станиславас Юозович Сакалаускас
Гитаутас Альбертович Вайшнорас
Original Assignee
Вильнюсский государственный университет им.В.Капсукаса
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вильнюсский государственный университет им.В.Капсукаса filed Critical Вильнюсский государственный университет им.В.Капсукаса
Priority to SU874223133A priority Critical patent/SU1418628A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1418628A1 publication Critical patent/SU1418628A1/en

Links

Landscapes

  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике. Цель изобретени  - увеличение точности измерени . Устр-во, реализующее данный способ , содержит исследуемый полупроводник (ПП) 1, одна сторона которого заземлена , а друга  покрыта диэлектрическим слоем 2, толщина которого мен етс  от нул  до заданной величины в процессе производства, а также измерительный электрод 3, расположенный вблизи поверхности ПП 1 и соединенный с измерителем 4 потенциала. Сущность данного способа заключаетс  в измерении потенциала пол  зар да диэлектрического сло  2 дл  различньк его толщин. Дл  увеличени  точности измерени  по данному способу вначале измер ют потенциал пол  зар да чистой поверхности ПП 1, а затем по заданной ф-ле рассчитывают распределение объемного зар да. 2 ил. (ЛThis invention relates to electrical measuring technology. The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy. The device implementing this method contains a semiconductor (PP) 1 under investigation, one side of which is grounded, and the other is covered with a dielectric layer 2, the thickness of which varies from zero to a predetermined value during production, as well as the measuring electrode 3 located near the surface PP 1 and connected to the meter 4 potential. The essence of this method is to measure the potential of the field of charge of the dielectric layer 2 for different thicknesses. To increase the accuracy of the measurement, in this method, the potential of the field of charge of the clean surface of the PP 1 is first measured, and then the distribution of the volume charge is calculated from a given fiber. 2 Il. (L

Description

л.l

Фиг.11

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  распределени  объемного зар да в диэлектрическом слое структуры диэлектрик - полупроводник ,The invention relates to electrical measuring equipment and can be used to measure the distribution of the volume charge in a dielectric layer of a dielectric-semiconductor structure,

Цель изобретени  - увеличение точности измерени .The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy.

На фиг, 1 приведена структурна  электрическа  схема устройстваs- реализующего способ определени  распределени  объемного зар да в структуре; на фиг, 2 - энергетическа  диаграмма системы полз проводник дизлектрик воздух - измерительньй электродFig. 1 shows a structural electrical circuit of a device that implements a method for determining the distribution of a volume charge in a structure; Fig. 2 shows the energy diagram of the system; creeping conductor dielectric air - measuring electrode

Устройство реализующее способ определени  распределени  объемного зар да в структуре диэлектрик полупроA device that implements a method for determining the distribution of a volume charge in a dielectric structure

Объемный зар д Q/a), образовавшийс  в диэлектрическом слое толщиной а, св зан с компенсационным методомThe volume charge Q / a), formed in the dielectric layer with thickness a, is associated with the compensation method

измеренным напр жением (потенциалом) при заданных толщинах диэлектрического сло  (плотность зар да на внещней поверхности диэлектрического сло  из- за его незначительной, величины не учитываетс ) следующим выражением:the measured voltage (potential) at given thicknesses of the dielectric layer (charge density on the outer surface of the dielectric layer due to its insignificant value is not taken into account) by the following expression:

и(х)и,- (x)dx. (3)and (x) and, - (x) dx. (3)

  оabout

При окислении полупроводника получают разные величины U(a), т.е. из- мер ют напр жение U(af) при разных толщинах диэлектрического сло  и, продифференцировав выражение (3) (U считаем посто нной величиной), получают;When semiconductor is oxidized, different values of U (a) are obtained, i.e. measure the voltage U (af) at different thicknesses of the dielectric layer and, by differentiating the expression (3) (U is assumed to be a constant value), receive;

водник, содержит исследуемый полупроводник 1э одна сторона которого заземлена диэлектрический слой 2 которым покрыта противоположна  сторона полупроводника и толщина которого мен ет- с  от нул  до заданной величины в процессе производства измерительный электрод Зэ расположенный вблизи поверхности полупроводника (диэлектрика ) и измеритель 4 потенциала, соединенный с измерительным электродомThe conductor contains the investigated semiconductor 1e, one side of which is grounded dielectric layer 2 which covers the opposite side of the semiconductor and whose thickness varies from zero to a predetermined value in the manufacturing process, the measuring electrode Ze located near the surface of the semiconductor (dielectric) and the potential measuring instrument 4 connected to measuring electrode

Способ определени : распределени  объемного зар да в структуре диэлектрик - полупроводник заключаетс  в следующемMethod of determination: the distribution of the volume charge in the structure of the dielectric - semiconductor is as follows

Бесконтактным компенсационным ме- ,тодом (фиг. 1) измер ют потенциал возникающий между поверхностью полупроводника 1 5 еще непокрытого диэлектрическим слоем, и измерительным электродом 3, термодинамическа  работа выхода Е которого известна. Далее определ ют абсолютный изгиб приповерхностных зон (f полупроводника 1 (фиг. 2) по выражениюThe non-contact compensation method (FIG. 1) measures the potential arising between the surface of the semiconductor 1 5 still uncovered by the dielectric layer, and the measuring electrode 3, the thermodynamic work function E of which is known. Next, the absolute bend of the near-surface zones (f of semiconductor 1 (FIG. 2)) is determined by the expression

и and

0 S0 s

1one

,-(.Е -ЛЕ-EJ-UO, - (. E -LE-EJ-UO

аbut

q -- о -(j. - первую компонентуq - o - (j. - first component

(1) (one)

зар да Ч.charge ya

Q(0)2/3qn Д- () + А(е -1) + + (А- rMYT (2)Q (0) 2 / 3qn D- () + A (e -1) + + (A - rMYT (2)

По данному способу, а также по из мерению вольтфарадных характеристик и определению зар да аналогичных образцов , установлено,, что плотность объемного зар да, возникающего в диэлектрическом слое на грании;е с полупроводником ,, по абсолютной величине равна плотности расчетного зар да Q(0) в приповерхностном слое полупро водника но с против сложным знакомBy this method, as well as by measuring the current-voltage characteristics and determining the charge of similar samples, it was established that the density of the volume charge arising in the dielectric layer on the face, e with a semiconductor, is equal in absolute value to the density of the calculated charge Q (0 ) in the near-surface layer of a semiconductor but with against a complicated sign

)а,)but,

(4)(four)

О (  ) f F 1-.1-J- Ч, Sf/ totj, / O () f F 1-.1-J-H, Sf / totj, /

Е-- где 0/аj а. E-- where 0 / aj a.

Абсолютный знак зар да Q;(a) определ етс  изменением (увеличением или 1уменьшением) dU(a)/da.The absolute sign of the charge Q; (a) is determined by the change (increase or decrease) dU (a) / da.

30thirty

, 25 25

3535

4040

4545

5050

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ определени  распределени  объемного зар да в структуре диэлектрик полупроводник, включающий измерение потенциала пол  зар да диэлектрического сло  дл  различных его тол- щин, отличающийс  тем, -чтоэ с целью увеличени  точности измерени , измер ют потенциал пол  зар да чистой поверхности полупроводни- ка а респределение объемного зар да рассчитывают по формулеThe method of determining the distribution of the volume charge in the structure of a dielectric semiconductor, including measuring the potential of the charge field of a dielectric layer for different thicknesses, in order to increase the accuracy of the measurement, measure the potential of the charge field of a clean semiconductor surface and the distribution volume charge calculated by the formula Q(aj)2/3qn- :Д- Че -1) + А( -1) +Q (aj) 2 / 3qn-: D- Che -1) + A (-1) + x-,-)vr.,e.ii--l-js-,x -, -) vr., e.ii - l-js-, где Д - степень легировани  полупроводника; q - зар д электрона; п.. - собственна  концентраци where D is the degree of doping of the semiconductor; q is the electron charge; n .. - own concentration электронов полупроводника; Y( - нормализованный поверхностный потенциал полупроводника;semiconductor electrons; Y (is the normalized surface potential of the semiconductor; ,1(Е„., 1 (E „. - -Ea-dE- -Ea-dE ЕмЬи,Yem изгиб приповерхностных зон полупроводника;bending of near-surface semiconductor zones; k - посто нна  Больцмана;k is the Boltzmann constant; Т - абсо,гтютна  температура полупроводника;T is the absolute temperature of the semiconductor; Е.E. оabout 14186281418628 энерги  электронного средства;electronic energy; Ц  - измеренное значение потенциала дл  чистой поверхности полупроводника и .дл  диэлектрика толщины Ё - ширина запрещенной зоны по- лупроводника;C is the measured value of the potential for a clean surface of a semiconductor and a dielectric thickness E, the width of the forbidden zone of the semiconductor; энерги  между уровнем Ферми и потолком валентной зоны;energy between the Fermi level and the valence band ceiling; работа выхода измерительного электрода;. толщина диэлектрического сло  после 1-го наращивани , 1,2,3,...,L().work output of the measuring electrode ;. the thickness of the dielectric layer after the 1st building, 1,2,3, ..., L (). О а Фие.2O and Fie.2
SU874223133A 1987-01-09 1987-01-09 Method of determining distribution of space charge in dielectric-semiconductor structure SU1418628A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874223133A SU1418628A1 (en) 1987-01-09 1987-01-09 Method of determining distribution of space charge in dielectric-semiconductor structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874223133A SU1418628A1 (en) 1987-01-09 1987-01-09 Method of determining distribution of space charge in dielectric-semiconductor structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1418628A1 true SU1418628A1 (en) 1988-08-23

Family

ID=21295799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874223133A SU1418628A1 (en) 1987-01-09 1987-01-09 Method of determining distribution of space charge in dielectric-semiconductor structure

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1418628A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1018052, кл. G 01 R 29/12, 1982. Батавин В.В., Концевой Ю.А., Федорович Ю.В. Измерение параметров полупроводниковых материалов и структур. - М.: Радио и св зь, 1985, с. 167-193. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR960043069A (en) Method for measuring insulating layer thickness on a semiconductor substrate
DE3588124D1 (en) Device used in chemical test methods
SU1418628A1 (en) Method of determining distribution of space charge in dielectric-semiconductor structure
US4642565A (en) Method to determine the crystalline properties of an interface of two materials by photovoltage phenomenon
Cahan et al. A New Experimental Technique for the Study of Films Produced at Electrochemical Interfaces
Tiwari et al. Rapid measurement of lifetime using a ramped MOS capacitor transient
SU1465727A1 (en) Method of measuring tension of geophysical cable
SU1583830A1 (en) Method of measuring depth of slots simulating crack in standard sample
SU1187060A1 (en) Method of determining coefficient of self-diffusion in non-stoichiometric compounds
RU2212078C2 (en) Procedure determining tension of flat zones of semiconductor in metal-dielectric-semiconductor structures
Lerner et al. Effects of several parameters on the corrosion rates of Al conductors in integrated circuits
JPS5565145A (en) Characteristic measuring method for charge trap center in insulator
SU1112321A1 (en) Method of determination of specific surface of underground and underwater pipe-line insulation coating damage
SU1191845A1 (en) Method of determining full charge and its distribution centre in dielectrics
Cabruja et al. Influence of the degradation on the surface states and electrical characteristics of EOS structures
SU1500911A1 (en) Method of determining energy of ionization of the surface condition
RU2133999C1 (en) Voltage measurement technique for planar semiconductor regions of metal-insulator- semiconductor structures
SU1694698A1 (en) Device for measurement of maximum corrosion rate od main pipe-lines
JPH03130652A (en) Reliability evaluating method for capacitor dielectric film
SU1201673A1 (en) Method of gauging thickness
SU1195286A1 (en) Method of determining dielectric permeability
Buchheim et al. Application of the Kelvin method for oxide charge evaluation in Si SiO2 structures
SU1188663A1 (en) Method of determining electric parameters of metal underground structure
SU894568A1 (en) Method of determining strength properties of concrete
SU1765788A1 (en) Method for measuring contact potential difference