Физико-химические процессы в МОП-структурах, облученных альфа- и бета-частицами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат физико-математических наук Васин, Сергей Вячеславович

• Васин, Сергей Вячеславович
• кандидат физико-математических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Васин, Сергей Вячеславович

Введение.

Глава 1. Основные представления о радиационных процессах в структурах 8Ю2.

1.1. Накопление объемного заряда в диоксиде кремния и генерация поверхностных состояний на границе кремний - диоксид кремния.

1.1.1. Генерация и рекомбинация.

1.1.2. Перенос дырок в диоксиде кремния.

1.1.3. Захват дырок в БЮг.

1.1.4. Образование ловушек на границе раздела Б^БЮг.

1.2. Отжиг объемного и поверхностных зарядов в 8Юг после облучения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Физико-химические процессы в МОП-структурах, облученных альфа- и бета-частицами»

Актуальность темы. Структуры БьБЮг и создаваемые на их основе структуры металл-оксид-полупроводник (МОП) являются основой элементной базы современной микроэлектроники и электроники твердого тела. Это обусловлено прежде всего высоким совершенством границы раздела Б^Юг, получаемой термическим окислением кремния, что позволяет создавать структуры с минимальной плотностью локализованных на этой границе электронных состояний. На основе МОП-структур создаются полевые транзисторы с изолированным затвором, нелинейные конденсаторы (варикапы и фотоварикапы), приборы с зарядовой связью, элементы постоянной репро-граммируемой памяти, логические устройства, электрические и тепловые переключатели и т.д. Кроме того, эти структуры служат базой для изучения фундаментальных характеристик полупроводников и диэлектриков, позволяют исследовать и анализировать процессы, происходящие в них на атомарном уровне.

Одним из факторов, сдерживающих применение приборов на основе МОП-структур, является их повышенная чувствительность к действию ионизирующих излучений (ИИ), обусловленная главным образом процессами в пленке БЮг и на границе раздела 81/8102. Развитие исследований в указанной области определяют перспективы использования в производстве СБИС технологий электронной и рентгеновской литографии, электронно-лучевого испарения металлов, плазмохимического осаждения диэлектриков. В этом случае радиационно-индуцированные нарушения происходят непосредственно в процессе изготовления СБИС. Другой аспект проблемы заключается в использовании интегральных схем и других микроэлектронных устройств при повышенном уровне радиационных воздействий в условиях космического базирования этих элементов или при наземном базировании вблизи источников радиации. В этом случае воздействие различных видов ИИ может приводить как к обратимым, так и необратимым изменениям электрических свойств твердотельных приборов и интегральных схем на основе МОП-структур. Поскольку такие изменения могут приводить к отказам электронных подсистем, работающих в условиях повышенных уровней радиации, значительные усилия в последнее время направляются на разработку методов, позволяющих избежать ухудшения параметров микроэлектронных устройств при облучении.

В свою очередь необходимой предпосылкой для этого является понимание физических эффектов, происходящих в структурах 8ь8Ю2 и создаваемых на их основе приборах и схемах под влиянием ИИ. По-прежнему главными задачами в этой области является выявление механизмов доминирующих физических процессов, протекающих на поверхности и в области пространственного заряда (ОПЗ) полупроводника, а также в объеме диэлектрической пленки под действием облучения, установление природы и свойств поверхностных электронных состояний на границе раздела 81/8102 и центров захвата носителей заряда в 8Ю2.

Особенностью настоящей работы, включающей в себя экспериментальные исследования радиационно-индуцированных процессов в МОП-структурах, является то, что она выполнена с привлечением радионуклидных источников как тяжелых (а-частицы), так и легких (Р-частицы) заряженных частиц, что позволяет более корректно моделировать реально существующую радиационную обстановку и в то же время выяснить особенности и механизмы дефектообразования в структурах 81-8Ю2, связанные с конкретным видом радиационных воздействий.

Цель работы. Цель данной работы заключалась в установлении механизмов генерации электрически активных дефектов в МОП-структурах в результате воздействия различных видов жесткого облучения, а также выявление природы и свойств указанных дефектов. Достижение данной цели предполагало решение следующих задач:

1. Изучение процессов генерации электрически активных дефектов в МОП-структурах под действием потоков ос- и Р-частиц радиоизотопных источников излучений, выявление вклада различных механизмов дефектообра-зования (ионизация, прямое смещение атомов, подпороговые механизмы и т.д.) в указанные процессы дефектообразования.

2. Изучение процессов отжига радиационных нарушений в МОП-структурах с целью выявления свойств и природы образующихся в результате радиационных воздействий дефектов.

3. Разработка физических моделей дефектообразования в МОП-структурах в результате воздействия ИИ различных видов, позволяющих адекватно моделировать и предсказывать поведение указанных структур в условиях воздействия ИИ различных видов.

Научная новизна работы.

1. Впервые проведено исследование процессов генерации дефектов в МДП-структурах под действием мощных потоков а-частиц радионуклидных источников. Обнаружена значительная зависимость эффективности генерации положительного заряда в пленках 8102 и межфазных состояний на границе 81/8102 от энергии падающей а-частицы.

2. Проведен сравнительный анализ процессов дефектообразования в МДП-структурах под действием а- и р-облучения. Показано, что влияние механизмов прямого смещения атомов в 8Ю2 в случае ос-облучения не дает существенного вклада в процессы генерации заряда в 8Ю2 и на границе 81/8102. Исследования процесса релаксации механических напряжений в структурах 81-8Ю2 под действием а- и р-частиц также свидетельствуют о доминирующем вкладе ионизационных механизмов дефектообразования в МДП-структурах.

3. Термический отжиг облученных структур показал наличие двух типов электрически активных дефектов в пленке 8Ю2: центры захвата дырок, образующиеся в результате воздействия облучения и ответственные за общий положительный заряд в 8102, а также кулоновские притягивающие центры захвата электронов, образующиеся на стадии изготовления МДП-струк-тур и изменяющие зарядовое состояние облученных структур.

4. Обнаружена структурная перестройка дефектов на границе раздела 81/8102 в результате отжига облученных МДП-структур, не вписывающаяся в существующие в настоящее время представления о природе и свойствах дефектов указанной границы раздела.

5. Проведено сравнение численных расчетов и экспериментальных данных. Показана неприменимость традиционно используемого диффузионно-дрейфового приближения с учетом только электронов и дырок при моделировании процесса генерации положительного заряда в 8Юг. Предложена модель, учитывающая участие водорода в процессах пассивации и генерации дефектов под действием облучения, позволяющая описать процесс генерации заряда в 8Юг, оставаясь при этом в рамках экспериментально определенных параметров для сечений захвата, коэффициентов диффузии и т.д.

Практическая ценность работы.

1. Показана возможность использования радиоизотопных источников ос- и р-излучения для исследования радиационно-стимулируемых процессов в МОП-структурах.

2. Полученные экспериментальные данные о радиационно-стимули-рованных процессах в МДП-структурах, облученных а- и р-частицами, свидетельствуют о незначительности вклада механизмов дефектообразования, связанных с прямым смещением атомов в 8Юг, что позволяет в дальнейшем использовать для радиационных испытаний более удобные источники ИИ (рентген, ВУФ и т.д).

3. Разработанная теоретическая модель генерации положительного заряда в 8Юг, учитывающая влияние водорода на процессы генерации и пассивации дефектов, позволяет прогнозировать радиационные изменения в МДП-структурах и приборах на их основе.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Результаты экспериментального исследования процессов генерации положительного фиксированного заряда в пленке БЮ2 и поверхностных состояний на границе 81/8102, а также релаксации механических напряжений в структурах Бг/^Юг под действием а- и Р-излучений, свидетельствующие о доминирующей роли ионизационных механизмов в процессах дефектообра-зования в МОП-структурах.

2. Особенности поведения облученных'МОП-структур в результате термических отжигов в температурном интервале 20-45О°С, свидетельствующие о наличии в пленках 8Ю2 двух типов электрически активных дефектов: дырочных ловушек, сохраняющих заряд до температур порядка 80°С, а также центров захвата электронов, стабильных вплоть до 250°С. Экспериментальные исследования свойств и природы указанных центров захвата.

3. Закономерности трансформации спектра поверхностных состояний на межфазной границе Б^БЮг облученных МОП-структур в ходе термических воздействий, свидетельствующие о структурной перестройке дефектов на данной границе раздела.

4. Предложена и разработана теоретическая модель процессов накопления положительного фиксированного заряда в 8Ю2, учитывающая участие генерируемых облучением протонов в процессах пассивации и генерации дефектов в 8Ю2.

5. Модельные расчеты процессов пострадиационного отжига фиксированного заряда в 8Ю2, позволяющие на основе экспериментальных данных по изохронному и изотермическому отжигу облученных МДП-структур получить информацию об энергетическом и пространственном распределении дефектов в 8Ю2.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на III, IV, V и VII научно-практических конференциях молодых ученых Ульяновского государственного университета (Ульяновск, 1994-1996, 1998 г.), XXXII и XXXIII научнотехнических конференциях Ульяновского государственного технического университета (Ульяновск, 1998, 1999 г.), Международной конференции "Физические процессы в неупорядоченных полупроводниковых структурах" (Ульяновск, 1999), IX Межнациональном совещании "Радиационная физика твердого тела" (Севастополь, 1999), VI Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники" (Дивноморское, Россия, 1999 г.).

Достоверность результатов. При выполнении экспериментов использовалась серийно выпускаемая измерительная аппаратура, погрешность которой обеспечивала достоверность полученных результатов, некоторые из которых сравнивались с результатами независимых исследований других авторов. Достоверность результатов диссертации основана также на согласовании теоретических расчетов, выполненных на основе предложенных моделей с использованием стандартных пакетов прикладных программ для ЭВМ, с результатами экспериментальных исследований.

Личный вклад автора. В диссертационной работе изложены результаты работ, которые были выполнены автором лично и в соавторстве. В работах, выполненных автором в соавторстве, автор разрабатывал методики исследований, принимал участие в изготовлении измерительных установок и оборудования, проводил теоретические расчеты и эксперименты, осуществлял обработку, анализ и обобщение получаемых результатов.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 печатных работ, в том числе 9 статей, 2 доклада и 8 тезисов докладов на научно-технических конференциях и семинарах (список работ прилагается в конце автореферата).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 148 наименований, содержит 1 таблицу и 57 рисунков. Общий объем диссертации составляет 158 страниц машинописного текста.

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Васин, Сергей Вячеславович

Основные результаты работы состоят в следующем:

1. В результате исследований процессов генерации положительного фиксированного заряда в 8Ю2 и плотности поверхностных состояний на границе 81/8Ю2 МОП-структур, облученных а-частицами, показано, что указанные процессы в сильной степени зависят от энергии а-частиц. При этом увеличение энергии а-частицы, сопровождаемое снижением мощности поглощенной дозы, приводит к увеличению скорости генерации указанных дефектов.

2. Проведен сравнительный анализ процессов дефектообразования в МДП-структурах под действием ос- и Р-облучения. Показано, что влияние механизмов прямого смещения атомов в 8Юг в случае а-облучения не дает заметного вклада в процессы генерации заряда в 8Юг и на границе Б^БЮг. Исследования процесса релаксации механических напряжений в структурах 81-8Ю2 под действием ос- и Р-частиц также свидетельствуют о доминирующем вкладе ионизационных механизмов дефектообразования в МДП-структурах.

3. Проведен сравнительный анализ процессов деградации МОП-структур в результате воздействия ионизирующих излучений и сильных электрических полей, целью которого было показать возможность (или невозможность) использования стрессовых электрических воздействий для имитации воздействия радиации. В результате экспериментальных исследований установлено, что полевая деградация МОП-структур определяются процессами генерации и дрейфа свободных протонов в пленке 8Ю2, поэтому для установления корреляции между указанными процессами необходима более подробная информация о механизмах генерации электрически активных дефектов в результате воздействия ионизирующего облучения.

4. В результате экспериментальных исследований отжига облученных МОП-структур в температурном интервале 20-450°С обнаружено существование двух типов электрически активных дефектов в 8Ю2: дырочных ловушек, сохраняющих заряд до температур ~80°С, а также центров захвата электронов, стабильных вплоть до ~250°С. Установлено, что центры захвата электронов не радиационного происхождения, а образуются в пленках диоксида кремния в результате отжига структур после нанесения металлического электрода. Эксперименты на МОП-структурами с различными металлами (А1, №), а также с различными оксидами (сухой, влажный), позволили отнести данные центры захвата электронов к водородосодержащим центрам вида

Я^^О* (0< х< 3).

5. Исследование влияния внешнего электрического поля на облученные МОП-структуры показало, что величина положительного фиксированного заряда может как возрастать, так и уменьшаться в зависимости от полярности приложенного поля. Этот эффект возможен лишь при наличии третьего центра захвата носителей в пленке 8Ю2, пространственно локализованного вблизи границы раздела 81/8Ю2, а энергетически - вблизи уровня Ферми полупроводника (т.е. вблизи середины запрещенной зоны 8Ю2).

6. При исследование поведения спектров поверхностных состояний границы раздела 81/8Ю2 облученных МОП-структур в ходе термических отжигов обнаружена структурная перестройка дефектов на данной границе раздела 81/8Ю2, в ходе которой уменьшение концентрации энергетического уровня, соответствующего Д-центрам сопровождается практически эквивалентным ростом другого энергетического уровня, расположенного вблизи середины запрещенной зоны 81. Такое поведение спектров плотности ПС не укладывается в существующие в настоящее время представления о свойствах и природе дефектов на границе 81/8Ю2.

7. При проведении модельных расчетов в рамках диффузионно-дрейфовой модели, учитывающей только электронно-дырочные процессы в облучаемых МОП-структурах, и попытки сопоставить результаты расчетов с экспериментальными данными было обнаружено, что приемлемое совпадение экспериментальных и теоретических данных в рамках указанной модели возможно лишь при использовании в расчетах величины сечения захвата дырок <10"22 см2, что является аномально низким значением для известных центров захвата дырок в 8Ю2. Это говорит о неприменимости данного подхода к описанию процесса генерации положительного фиксированного заряда в 8Ю2. Автором работы предложена новая модель, в которой процесс накопления фиксированного заряда лимитируется процессом освобождения и дрейфа протонов в пленках 8Ю2, которые могут принимать участие в процессах пассивации и депассивации дефектов в диоксиде кремния. Результаты расчетов по данной модели позволяют получить хорошее согласие с экспериментальными данными, оставаясь при этом в рамках экспериментально наблюдаемых значений параметров системы (сечения захвата и рекомбинации, коэффициенты диффузии и т.д.).

8. Разработана методика теоретической обработки экспериментальных зависимостей изохронного и изотермического отжига фиксированного заряда в диоксиде кремния с учетом термоэмиссионных и туннельных механизмов для случая центров захвата электронов и дырок в 8Ю2. Применение данной методики позволяет рассчитать энергетическое и пространственное распределение центров захвата носителей в 8Ю2.

Заключение и основные выводы

В настоящей работе проведено изучение физико-химических процессов в структурах металл-диоксид кремния-кремний, облученных а- и Р-частицами радиоизотопных источников. Исследования носили комплексный характер и включали как экспериментальные исследования, так и теоретические расчеты изменения основных параметров МОП-структур (величина встроенного заряда в 8Ю2 и плотность межфазных состояний на границе 81/8102) в результате облучения и пострадиационного отжига. Это в итоге позволило получить надежные сведения о свойствах и параметрах радиацион-но-стимулированных процессов в исследуемых структурах и установить ряд новых закономерностей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Васин, Сергей Вячеславович, 1999 год

1. Литовченко В.Г., Горбань А.П. Основы физики микроэлектронных систем металл-диэлектрик-полупроводник. Киев: Наукова думка. 1978. 316 с.

2. Першенков B.C., Попов В.Д., Шальнов A.B. Поверхностные радиационные эффекты в элементах интегральных микросхем. М.: Энергоатомиздат. 1988.-256 с.

3. Гуртов В.А. Радиационные процессы в структурах металл-диэлектрик-полупроводник. Петрозаводск: Изд-во Петрозаводского госуниверситета, 1988.-96 с.

4. Oldham T.R., McGarrity J.M. Ionization of Si02 by heavy charged particles // IEEE Trans, on Nucl. Sei. 1981. Vol. 28. N 6. P.3975-3980.

5. Моисеев A.A., Иванов В.И. Справочник по дозиметрии и радиационной гигиене. М.: Энергоатомиздат. 1990. - 252 с.

6. Oldham T.R., McGarrity J.M. Comparison of 60Co response and 10 KeV X-Ray response in MOS capacitors // IEEE Trans, on Nucl. Sei. 1983. Vol. 30. N 6. P. 4377-4381.

7. Benedetto J.M., Boech H.E. The relationship between 60Co and 10-keV X-ray damage in MOS devices// IEEE Trans. Nucl. Sei. 1986. Vol.33. N 6. P.1318-1323.

8. Koh M., Igarashi K., Sugimoto Т., Matsukawa Т., Mori S., Arimura Т., Ohdo-mari I. Quantitative estimation of generation rates of Si/Si02 interface defects by MeV He single ion irradiation // IEEE Trans, on Nucl. Sei. 1996. Vol. 43. N 6. P. 2952-2959.

9. Johnson W.C. Mechanisms of charge buildup in MOS insulators // IEEE Trans. Nucl. Sei. 1975. Vol. 22. N 6. P. 2144-2150.

10. McLean F.B., Ausman G.A., Boesch H.E., McGarrity J.M. Application of stochastic hopping transport to hole conduction in amorphous Si02 // J. Appl. Phys. 1976. Vol. 47. P. 1529-1534.

11. McLean F.B., Boesch H.E., McGarrity J.M. Hole transport and recovery characteristics of Si02 gate insulators // IEEE Trans, on Nucl. Sci. 1976. Vol. 22. N6. P. 1506-1510.

12. Revesz A.G. Chemical and structural aspects of the irradiation behavior of Si02 films on silicon // IEEE Trans, on Nucl. Sci. 1977. Vol.24. N 6. P. 21022107.

13. Sah C.T. Origin of interface states and oxide charges generated by ionizing radiation//IEEE Trans. on Nucl. Sci. 1976. Vol. 23. N6. P. 1563-1568.

14. Devine R.A.B. Radiation induced structural changes in amorphous Si02: I. Point defects // Jpn. J. Appl. Phys. 1992. Vol. 31. N 12B. P. 4411-4421.

15. Devine R.A.B. The structure of Si02, its defects and radiation hardness // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1994. Vol. 41. N 3. P. 452-459.

16. Гриценко В.А. Строение и электронная структура аморфных диэлектриков в кремниевых МДП структурах. Новосибирск: Наука. 1993. 280 с.

17. Warren W.L., Shaneyfelt M.R., Fleetwood D.M., Schwank J.R., Winokur P.S., Devine R.A.B. Microscopic nature of border traps in MOS oxides // IEEE Trans, on Nucl. Sci. 1994. Vol. 41. N 6. P.1817-1827.

18. Вавилов B.C., Киселёв В.Ф., Мукашев Б.Н. Дефекты в кремнии и на его поверхности. М. Наука. 1990. 216 с.

19. Gwyn C.W. Model for radiation-induced charge trapping and annealing in the oxide layer of MOS devices // J. Appl. Phys. 1969. Vol.40. N 12. P. 4886-4892.

20. Барабан А.П., Булавинов B.B., Коноров П.П. Электроника слоев Si02 на кремнии. Ленинград: Изд-во Ленинградского университета. 1988. 304 с.

21. Helms C.R., Poindexter Е.Н. The silicon-silicon-dioxide system: its microstructure and imperfections // Rep. Prog. Phys. 1994. Vol.57. P. 791-852.

22. Vanheusden К., Warren W.L., Devine R.A.B., Fleetwood D.M., Draper B.L., Schwank J.R. A non-volatile MOSFET memory device based on mobile protons in Si02 thin films // J. Non-Cryst. Sol. 1999. Vol. 254. P. 1-10.

23. McLean F.B. A framework for understanding radiation-induced interface states in Si02 MOS structures // IEEE Trans, on Nucl. Sei. 1980. Vol. 27. N 6. P. 1651-1657.

24. Гадияк Г.В. Моделирование распределения водорода при инжекции электронов в пленках Si02 в сильных электрических полях // ФТП. 1997. Т.31. №3. С. 257-263.

25. Schwank J.R., Fleetwood D.M., Winokur P.S., Dressendorfer P.V., Turpin D.C., Sanders D.T. The role of hydrogen in radiation-induced defect formation in polysilicon gate MOS devices // IEEE Trans. Nucl. Sei. 1987. Vol. 34. N 6. P. 1152-1158.

26. Conley J.F., Lenahan P.M. Molecular hydrogen, E' center hole traps, and radiation induced interface traps in MOS devices // IEEE Trans, on Nucl. Sei. 1993. Vol. 40. N 6. P. 1335-1340.

27. Kato M., Watanabe K., Okabe T. Radiation effects on ion-implanted silicondioxide films // IEEE Trans, on Nucl. Sei. 1989. Vol.36. N 6. P.2199-2204.

28. Poindexter E.H. MOS interface states: overview and physicochemical perspective // Semicond. Sei. Technol. 1989. Vol.4. P. 961-969.

29. McLean F.B., Boesch H.E. Time-dependent degradation of MOSFET channel mobility following pulsed irradiation//IEEE Trans, on Nucl. Sei. 1989. Vol. 36. N6. P. 1772-1783.

30. T.R. Oldham, F.B. McLean, H.E. Boesch Jr., J.M. McGarrity. An overview of radiation-induced interface traps in MOS structures// Semicond. Sei. Technol. 1989. Vol. 4. P. 986-999.

31. Ma T.P., Scogan G., Leone R.L. Comparison of interface-state generation by 25-keV electron beam irradiation in p-type and n-type MOS capacitors // Appl. Phys. Lett. 1975. Vol. 27. N 2. P. 61-63.

32. Castagne R., Vapaille A. Description of the Si02-Si interface properties by means of very low frequency MOS capacitance measurements // Surf. Sei. 1971. Vol. 28. P. 157-193.

33. McNutt M.J., Sah C.T. Experimental observations of the effects of oxide charge inhomogeneity on fast surface state density from high-frequency MOS capacitance-voltage characteristics // Appl. Phys. Lett. 1975. Vol. 26. N 7. P. 378-380.

34. Winokur P.S., McGarrity J.M., Boesch H.E. Dependence of interface-state buildup on hole generation and transport in irradiated MOS capasitors // IEEE Trans, on Nucl. Sei. 1976. Vol. 23. N 6. P. 1580-1585.

35. Winokur P.S., Boesch H.E., McGarrity J.M., McLean F.B. Two-stage process for buildup of radiation-induced interface states // J. Appl. Phys. 1979. Vol. 50. P. 3492-3497.

36. Saks N.S., Brown D.B. Interface trap formation via the two-stage H* process // IEEE Trans, on Nucl. Sei. 1989. Vol. 36. N 6. P.1848-1857.

37. Saks N.S., Brown D.B. Observation of H+ motion during interface trap formation // IEEE Trans, on Nucl. Sei. 1990. Vol. 37. N 6. P.1624-1631.

38. Brower K.L. Dissociation kinetics of hydrogen-passivated (111) Si-Si02 interface defects // Phys. Rev. B. 1990. Vol. 42. N 6. P. 3444-3453.

39. Saks N.S., Klein R.B., Stahlbush R.E., Mrstik B.J., Rendell R.W. Effects of post-stress hydrogen annealing on MOS oxides after 60Co irradiation or Fowler

40. Nordheim injection // IEEE Trans, on Nucl. Sci. 1993. Vol. 40. N 6. P. 13411349.

41. Lenahan P.M., Dressendorfer P.V. Hole traps and trivalent silicon centers in metal/oxide/silicon devices // J. Appl. Phys. 1984. Vol. 55. P. 3495-3499.

42. Jupina M.A., Lenahan P.M. A spin dependent recombination study of radiation induced defects at and near the Si/Si02 interface // IEEE Trans, on Nucl. Sci. 1989. Vol.36. N6. P.1800-1807.

43. Carrico A.S., Elliott R.J., Barrio R.A. Model of electronic states at the Si-Si02 interface // Phys. Rev. B. 1986. Vol. 34. N 2. P. 872-878.

44. Edwards A.H. Theory of the Pb center at the <111> Si/Si02 interface // Phys. Rev. B. 1987. Vol. 36. N 18. P. 9638-9648.

45. Autran J.L., Chabrerie C., Paillet P., Flament O., Leray J.L., Boudenot J.C. Radiation-induced interface traps in hardened MOS transistors: an improved charge-pumping study // IEEE Trans, on Nucl. Sci. 1996. Vol. 43. N 6. P. 25472557.

46. Галкин Г.Н., Аббасова Р.У., Боброва E.A., Вавилов B.C. Особенности образования и отжига дефектов в кремнии вблизи границы Si-Si02 при имплантации ионов Аг+ // ФТП. 1982. Т. 16. №12. С.2158-2161.

47. Nashioka Y., da Silva E.F., Ma T.P. Radiation-induced interface traps in Mo/Si02/Si capacitors // IEEE Trans, on Nucl. Sci. 1987. Vol. 34. N 6. P.1166-1171.

48. Kimura M. Generation phenomena of localized interface states induced by irradiation and post-irradiation annealing at the Si/Si02 interface // J. Appl. Phys. 1993. Vol. 73. N9. P. 4388-4395.

49. McWhorter P.J., Miller S.L., Miller W.M. Modelling the anneal of radiation-induced trapped holes in a varying thermal environment // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1990. Vol.37. N 6. P. 1682-1689.

50. Schwank J.R., Winokur P.S., McWhorter P.J., Sexton F.W., Dressendorfer P.V., Turpin D.C. Physical mechanisms contributing to device "rebound" // IEEE Trans. Nucl. Sei. 1984. Vol. 31. N 6. P. 1434-1438.

51. Freigat R.K., Dozier C.M., Brown D.B. Growth and annealing of trapped holes and interface states using time-dependent biases // IEEE Trans. Nucl. Sei. 1987. Vol. 34. N6. P. 1172-1177.

52. Freitag R.K., Brown D.B., Dozier C.M. Experimental evidence of two species of radiation induced trapped positive charge // IEEE Trans. Nucl. Sei. 1993. Vol.40. N6. P. 1316-1322.

53. Trombetta L.P., Feigl F.L., Zeto R.J. Positive charge generation in metal-oxide-semiconductor capacitors // J. Appl. Phys. 1991. Vol. 69. P. 2512-2521.

54. Fleetwood D.M. Border traps in MOS devices // IEEE Trans. Nucl. Sei. 1992. Vol. 39. N2. P. 269-271.

55. Lelis A.J., Oldham T.R., Boesch H.E., McLean F.B. The nature of the trapped hole annealing process // IEEE Trans. Nucl. Sei. 1989. Vol. 36. N 6. P. 18081815.

56. Conley J.F., Lenahan P.M., Lelis A.J., Oldham T.R. Electron spin resonance evidence that E'T centers can behave as switching oxide traps // IEEE Trans. Nucl. Sei. 1995. Vol. 42. N 6. P. 1744-1749.

57. Emelianov V.V., Sogoyan A.V., Meshurov O.V., Ulimov V.N., Pershenkov V.S. Modeling the field and thermal dependence of radiation-induced charge annealing in MOS devices // IEEE Trans. Nucl. Sei. 1996. Vol. 43. N 6. P. 2572-2578.

58. Pershenkov V.S., Belyakov V.V., Cherepko S.V., Nikiforov A.Y., Sogoyan A.V., Ulimov V.N., Emelianov V.V. Effect of electron traps on reversibility of annealing // IEEE Trans. Nucl. Sei. 1995. Vol. 42. N 6. P. 1750-1757.

59. Pershenkov V.S., Cherepko S.V., Sogoyan A.V., Belyakov V.V., Ulimov V.N.,

60. Abramov V.V., Shalnov A.V., Rusanovsky V.I. Proposed two-level acceptor-donor center and the nature of switching traps in irradiated MOS structures // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1996. Vol. 43. N 6. P. 2579-2586.

61. Пиз P.JI, Джонстон A.X., Азаревич Дж.Л. Радиационные испытания полупроводниковых приборов для космической электроники // ТИИЭР. 1988. Т.76. № 11. С. 126-145.

62. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. В 2-х томах. Т 1. М.: Мир. 1984.-456с.

63. Батавин В.В., Концевой Ю. А., Федорович Ю.Ф. Измерение параметров полупроводниковых материалов и структур. М.: Радио и связь. 1985. -264 с.

64. Павлов Л.П. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов. М.: Высш. шк. 1987. 239 с.

65. Warashina M., Ushirokawa A., Ohnishi К. Extended AC conductance-bias method considering semiconductor conductance and capacitance in MOS structures.//Jpn.J.Appl.Phys. 1980. Vol.19. N. 7. P. 1359-1370.

66. Нахмансон P.C. Эквивалентная схема поверхности полупроводника. В сб. Электронные процессы на поверхности и в монокристаллических слоях полупроводников. / Под ред. А.В. Ржанова. Новосибирск: Наука. 1967. С. 86-96.

67. Свойства структур метал-диэлектрик-полупроводник. / Под ред. А.В. Ржанова. Москва: Наука. 1976. - 280 с.

68. Ржанов А.В. Электронные процессы на поверхности полупроводников. -М.: Наука. 1971. -с.

69. Deal В.Е. Standardized terminology for oxide charges associated with thermally oxidized silicon // IEEE Trans. Electron Dev. 1980. Vol. 27. N 3. P. 606607.

70. Winokur P.S., Schwank J.R., McWhorter P.J., Dressendorfer P.V., Turpin D.C. Correlating the radiation response of MOS capacitors and transistors // IEEE Trans, on Nucl. Sci. 1984. Vol.31. N6. P. 1453-1460.

71. Shanfield Z., Moriwaki M.M. Critical evaluation of the midgap-voltage-shift method for determining oxide trapped charge in irradiated MOS devices // IEEE Trans, on Nucl. Sci. 1987. Vol. 34. N6. P. 1159-1164.

72. Terman L.M. An investigation of surface states at a silicon/silicon oxide interface employing metal-oxide-silicon diodes // Solid-State Electron. 1962. Vol.5. P. 285-299.

73. Sah C.T., Tole A.B., Pierret R.F. Error analysis of surface state density determination using the MOS capacitance method // Solid-State Electron. 1969. Vol. 12. N9. P.689-709.

74. Андрейчук H.H., Радченко B.M., Тулвинский В.Б., Шипатов Э.Т. Облучение полупроводниковых изделий альфа-частицами. В сб. Твердотельная электроника. / Под ред. С.В. Булярского.-Ульяновск: Изд-во СВНЦ. 1996. С. 113-119.

75. Калашников Е.Г., Шипатов Э.Т. Взаимодействие жестких излучений с веществом. Рассеяние, торможение и пробеги заряженных частиц в веществе. Ульяновск: УлГУ, 1997. - 142 с.

76. Ziegler J.F., Biersack J.P., Littmark U. The stopping and range of ions in solids. Vol.1. N.-Y.: Pergamon Press. 1985. 325 p.

77. Булгаков Ю.В., Зарицкая B.A., Кузнецов H.B., Шульга В.П., Яценко JI.A. Профили радиационных дефектов в кремнии и арсениде галия, облученных ионами водорода и гелия с энергией 0,1-25 МэВ // Поверхность. 1990. N 2. С.90-95.

78. Balashov А.Р., Kostin D.V., Shipatov Е.Т. Penetration of fast electrons in layered targets//Nucl. Instr. andMeth. B. 1999. Vol. 155. P. 25-35.

79. Krantz R.J., Aukerman L.W., Zietlow T.C. Applied field and total dose dependence of trapped charge buildup in MOS devices // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1987. Vol.34. N6. P. 1196-1201.

80. Dozier C.M., Brown D.B. Effect of photon energy on the response of MOS devices//IEEE Trans. on Nucl. Sci. 1981. Vol. 28. N6. P. 4137-4141.

81. Ремизович B.C., Рогозкин Д.Б., Разанов М.И. Флуктуации пробегов заряженных частиц. М.: Энергоатомиздат. 1988. - 240 с.

82. Васин C.B. Спектр поверхностных состояний на границе раздела кремний диоксид кремния до и после облучения // Тезисы докладов студентов и аспирантов на V ежегодной научно-практической конференции УлГУ. 1996. С. 51-52.

83. Васин С.В., Пичужкина Е.М., Тулвинский В.Б., Шипатов Э.Т. Влияние альфа- и бета-облучения на механические напряжения в структурах Si-Si02

84. Сборник трудов IX Межнационального совещания "Радиационная физика твердого тела" (Севастополь, 28 июня 3 июля 1999 г.). С. 60-63.

85. Brotherton S.D., Read T.G., Willoughby A.F.W. Surface charge and stress in Si/Si02 system // Solid-State Electron. 1973. Vol.16. P.1367-1375.

86. Knoll M., Braunig D., Fahrner W.R. Comparative studies of tunnel injection and irradiation on metal oxide semiconductor structures // J. Appl. Phys. 1982. Vol.53. N10. P. 6946-6952.

87. Boesch H.E., McGarrity J.H. An electrical technique to measure the radiation susceptibility of MOS gate insulators // IEEE Trans, on Nucl. Sci. 1979. Vol.26. N6. P. 4814-4818.

88. Пат. 4323842 США, МКИ G01R 31/26. / Method and apparatus for electrically testing radiation susceptibility of MOS gate devices / McGarrity J.M., Boesch H.E.

89. Разживин Н.П., Тулвинский В.Б., Шипатов Э.Т. Измерение C-V и G-V характеристик МДП-структур на автоматизированной установке // Тезисы докладов 29 научно-технической конференции. 4.1. Ульяновск: 1995. С. 76-77.

90. Васин С.В., Тулвинский В.Б., Шипатов Э.Т. Влияние стрессовых электрических воздействий на МОП-структуры. // Тезисы докладов XXXII научно-технической конференции УлГТУ. Часть 2. 1998. С. 61-62.

91. Васин С.В., Тулвинский В.Б., Цицилин А.А., Шипатов Э.Т. Влияние стрессовых электрических воздействий на параметры МОП-структур // Ученые записки УлГУ. Серия физичическая. 1998. Вып. 2(5). С. 91-94.

92. Васин С.В., Тулвинский В.Б., Цицилин А.А., Шипатов Э.Т. Генерация заряда в Si02 в импульсных электрических полях // Ученые записки УлГУ. Серия физическая. 1998. Вып. 2(5). С. 95-97.

93. Васин С.В., Тулвинский В.Б., Шипатов Э.Т. Аномальная деградацияструктур Al-Si02-Si в электрических полях // Известия вузов. Электроника. 1999. №4. С. 11-15.

94. DiMaria D.J., Cartier Е., Arnold D. Impact ionization, trap creation, degradation, and breakdown in silicon dioxide films on silicon. J. Appl. Phys. 1993. Vol. 73. N7. P. 3367-3384.

95. Горелкинский Ю.В., Невинный H.H., Люц E.A. Исследование поведения атомарного водорода в субмикронных пленках Si02 на Si. Поверхность. 1994. №6. С.79-84.

96. Вертопрахов В.Н., Кучумов Б.М., Сальман Е.Г. Строение и свойства структур Si-SiC>2-M. Новосибирск: Наука. 1981. 96 с.

97. Witczak S.C., Galloway K.F, et al. Relaxation of Si-Si02 interfacial stress in bipolar screen oxides due to ionizing radiation. IEEE Trans. Nucl. Sci. 1995. Vol.42. N6. P. 1689-1697.

98. Муранова Г.А., Первеев А.Ф. Микропористость тонких пленок // Опт. ж-л. 1993. №2. С. 14-26.

99. Derbenwick G.F., Gregory B.L. Process optimization of radiation-hardened CMOS integrated circuits // IEEE Trans, on Nucl. Sci. 1975. Vol. 22. N 6. P. 2151-2156.

100. Вопросы радиационной технологии полупроводников / Под ред. Л.С. Смирнова! Новосибирск: Наука. 1980. 296 с.

101. Васин С.В., Тулвинский В.Б., Шипатов Э.Т. Влияние альфа-облучения на формирование оксидной пленки на поверхности кремния //В сб. Твердотельная электроника / Под ред. С.В. Булярского. Ульяновск: Изд-во СВНЦ. 1996. с. 128-140.

102. Джафаров Т.Д. Радиационно-стимулированная диффузия в полупроводниках. М.: Энергоатомиздат. 1991. 288 с.

103. Franco G., Raineri V., Frisina F., Rimini E. Characterization of oxide layersgrown on implanted silicon // Nucl. Instrum. and Meth. B. 1995. Vol.96. N 1-2. P. 99-103.

104. Warren W.L., Vanheusden K., Fleetwood D.M., Schwank J.R., Shaneyfelt M.R., Winokur P.S., Devine R.A.B. A proposed model for positive charge in Si02 thin films over-coordinated oxygen centers // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1996. Vol. 43. N6. P. 2617-2626.

105. Гадияк Г.В., Stathis J. Физическая модель и результаты численного моделирования деградации Si/SiCVcTpyKTypbi при отжиге в вакууме // ФТП. 1998. Т.32. №9. С.1079-1082.

106. Васин G.B., Тулвинский В.Б., Шипатов Э.Т. Генерация и отжиг дефектов в структурах алюминий диоксид кремния - кремний, облученных а-час-тицами // Тезисы докладов XXXIII научно-технической конференции Ул-ГТУ. Часть 3. Ульяновск. 1999. С. 31-32.

107. Васин С.В., Тулвинский В.Б., Шипатов Э.Т. Генерация и отжиг заряда и поверхностных состояний в структурах Al-Si02-Si, облученных электронами // Ученые записки УлГУ. Серия физическая. Вып. 1(6). 1999. С. 7577.

108. Васин С.В., Тулвинский В.Б., Шипатов Э.Т. Отжиг структур алюминий-диоксид кремния-кремний, облученных а-частицами // ПЖТФ. 1999. Т.25. Вып. 16. С. 59-62.

109. Ни С., Tam S.C., Hsu F.C., Ко Р.К., Chan T.Y., Terrill K.W. Hot-electron-induced MOSFET degradation model, monitor, and improvement // IEEE Trans. Electron Dev. 1985. Vol. 32. N2. P. 375-385.

110. Chen K.L., Sailer S.A., Groves I.A., Scott D.B. Reliability effects on MOS transistors due to hot-carrier injection // IEEE Trans. Electron Dev. 1985. Vol. 32. N2. P. 386-393.

111. Dori L., Arienzo M., Nguyen T.N., Fischetti M.V., Stein K.J. Electron avalanche injection on 10-nm dielectric films // J. Appl. Phys. 1987. Vol. 61. N 5. P. 1910-1915.

112. Dumm D.J., Cooper J.R., Maddux J.R., Scott R.S., Wong D.P. Low-level leakage currents in thin silicon oxide films // J. Appl. Phys. 1994. Vol. 76. N 1. P. 319-327.

113. Brozek Т., Chan Y.D., Viswanathan R. A model for threshold voltage shift under positive and negative high-field electron injection in complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) transistors // Jpn. J. Appl. Phys. 1995. Vol. 34. N2B. P. 969-972.

114. Warren W.L., Shaneyfelt M.R., Fleetwood D.M., Winokur P.S., Montague S. Electron and hole trapping in doped oxides // IEEE Trans. Nucl. Sei. 1995. Vol. 42. N6. P. 1731-1739.

115. Fleetwood D.M., Reber R.A., Winokur P.S. Effects of bias on thermally stimulated current (TSC) in irradiated MOS devices // IEEE Trans. Nucl. Sei. 1991. Vol. 38. N6. P. 1066-1077.

116. Nicollian E.H., Berglund C.N., Schmidt P.F., Andrews J.M. Electrochemical charging of thermal Si02 films by injected electron current // J. Appl. Phys. 1971. Vol. 42. N 11. P. 5654-5659.

117. Васин C.B-., Тулвинский В.Б., Шипатов Э.Т. Исследование отжига радиационных нарушений в МДП-структурах // Труды международной конференции "Физические процессы в неупорядоченных полупроводниковых структурах". Ульяновск: УлГУ, 1999. С. 21.

118. Yip K.L., Fowler W.B. Electronic structure of E' centres in Si02 // Phys. Rev.

119. В. 1975. Vol. 11. N 6. P. 2427-2438.

120. Chu A.X., Fowler W.B. Theory of oxide defects near the Si-Si02 interface // Phys. Rev. B. 1990. Vol. 41 N 8. P. 5061-5066.

121. Ma T.P. Interface trap transformation in radiation or hot-electron damaged MOS structures // Semicond. Sci. Technol. 1989. Vol.4. P. 1061-1079.

122. Gray P.V., Brown D.M. Density of Si02-Si interface states // Appl. Phys. Lett. 1966. Vol. 8. N2. P. 31-33.

123. Deuling H., Klausmann E., Goetzberger A. Interface states in Si-Si02 interfaces // Solid-State Electron. 1972. Vol. 15. N 5. P. 559-571.

124. Lai S.K. Interface trap generation in silicon dioxide when electrons are captured by trapped holes // J.Appl.Phys. 1983. Vol. 54. P. 2540-2546.

125. Васин С.В., Старова Ю.А. Влияние а-облучения на удельное сопротивление кремния и на вольт-фарадные характеристики МОП-структур // Тезисы докладов студентов и аспирантов на III ежегодной научно-практической конференции УлГУ. 1994. С.21-22.

126. Боев С.Г., Ушаков В.Я. Радиационное накопление заряда в твердых диэлектриках и методы его диагностики. М.: Энергоатомиздат, 1991. 240 с.

127. Гуртов В.А., Назаров А.И., Травков И.В. Моделирование процесса накопления объемного заряда в диэлектриках МДП структур при облучении // ФТП. 1990. Т.24. Вып.6. С. 969-977.

128. Herve D., Paillet P., Leray J.L. Space charge effects in SEMOX buried oxides

129. IEEE Trans. Nucl. Sci. 1994. Vol. 41. N.3. P.466-472.

130. Scharfetter D.L., Gummel H.K. Large-signal analysis of a silicon Read diode oscillator // IEEE Trans. El. Dev. 1969. Vol. 16. N 1. P. 64-77.

131. Польский П.С. Численное моделирование полупроводниковых приборов. -Рига: Зинатне, 1986. 170 с.

132. Aitken J.M., DiMaria D.J., Young D.R. Electron injection studies of radiation induced positive charge in MOS devices // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1976. Vol. 23. N6. P. 1526-1533.

133. Ning Т.Н. High-field capture of electrons by coulomb-attractive centers in silicon dioxide // J. Appl. Phys. 1976. Vol. 47. N 7. P. 3203-3208.

134. Buchanan D.A., Fischetti M.V., DiMaria D.J. Coulombic and neutral trapping centers in silicon dioxide // Phys. Rev. B. 1991. Vol. 43. N 2. P. 1471-1486.

135. Stivers A.R., Sah C.T. A study of oxide traps and interface states of the silicon silicon dioxide interface // J. Appl. Phys. 1980. Vol. 51. N 12. P. 62926304.

136. Aitken J.M., Young D.R. Avalanche injection of holes into Si02 // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1977. Vol. 24. N 6. P. 2128-2134.

137. Tzou J.J., Sun J.Y., Sah C.T. Field dependence of two large hole capture cross sections in thermal oxides on silicon // Appl. Phys. Lett. 1983. Vol. 43. N 9. P. 861-863.

138. Ning Т.Н. Capture cross sections and trap concentration of holes in silicon dioxide//J. Appl. Phys. 1976. Vol. 47. N2. P. 1079-1081.

139. Васин C.B. Моделирование процесса генерации положительного заряда в МДП-структурах под действием облучения // Ученые записки УлГУ. Серия физическая. 1999. Вып. 2(7). С.87-96.

140. Балашов А.П., Костин Д.В. Об оценке радиационного повреждения МДП-структур при облучении быстрыми электронами. // В сб. Твердотельная электроника. / Под ред. С.В.Булярского. Ульяновск: Изд-во СВНЦ. 1996. С. 26-36.

141. Pejovic М., Jaksic A., Ristic G. The behavior of radiation-induced gate-oxide defects in MOSFETs during annealing at 140°C // J. Non-Cryst. Sol. 1998. Vol. 240. P. 182-192.

142. Girault V., Devine R.A.B. Motion of hydrogen ions in the proton memory // J. Non-Cryst. Sol. 1999. Vol. 254. P. 57-65.

143. Miller S.L., Fleetwood D.M., McWhorter P.J. Determining the Energy Distribution of traps in insulating thin films using the thermally stimulated current technique // Phys. Rev. Lett. 1992. Vol. 69. N 5. P. 820-823.

144. Fleetwood D.M, Scofield J.H. Evidence that similar point defects cause 1/f noise and radiation-induced-hole trapping in metal-oxide-semiconductor transistors // Phys. Rev. Lett. 1990. Vol. 64. N 5. P. 579-582.

145. Электронная теория неупорядоченных полупроводников / Бонч-Бруевич В.Л., Звягин И.П., Кайпер Р. и др. М.: Мир. 1982. 384 с.

146. Lu Y., Sah С.Т. Thermal emission of trapped holes in thin SiC>2 films // J. Appl. Phys. 1995. Vol. 78. N 5. P. 3156-3159.

147. Fleetwood D.M., Shaneyfelt M.R., Riewe L.C., Wmokur P.S., Reber R.A. The role of border traps in MOS high-temperature postirradiation annealing response // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1993. Vol. 40. N 6. P. 1323-1334.