Исследование вольт-фарадных характеристик МДП-структур на основе антимонида индия (2023)
Проведено исследование вольт-фарадных характеристик (ВФХ) структур металл–диэлектрик–полупроводник (МДП), изготовленных на пластинах монокристаллического антимонида индия, вырезанных по плоскостям (211) и (100) из слитка, выращенного в направлении [211], и по плоскости (100) из слитка, выращенного в направлении [100] . МДП-структуры были двух типов – с анодным окисным слоем и с защитной диэлектрической композицией – с дополнительным слоем SiOx. Измерения проводились при многократных прямых (начиная от нулевого смещения на полевом электроде) и обратных «проходах» со скоростью изменения напряжения смещения 500 мВ/с при температуре жидкого азота. Анализ результатов «проходов» позволил определить знак и значения эффективного поверхностного заряда в исходном состоянии и после каждого прямого «прохода», когда обнаруживаются дополнительные заряды двух видов: устойчивые и неустойчивые. Знак этих зарядов противоположен полярности напряжения на полевом электроде. Устойчивые заряды неизменны в течение всего времени охлаждения и «стекают» только при «отогреве» МДП-структуры. Неустойчивые «стекают» уже при закорачивании охлажденной МДП-структуры.
Показано, что значения всех видов поверхностного заряда в МДП-структурах с защитной диэлектрической композицией, а следовательно и концентрации ловушек, являются минимальными в случае пластин, вырезанных по плоскости (100) из слитков, выращенных в направлении [100].
The work is devoted to study of capacitance-voltage (CV) characteristics metal-insulator-semiconductor (MIS) structures, fabricated from single-crystal indium antimonide plates cut along the (211) and (100) planes from an ingot grown in the [211] direction and along the plane (100) from an ingot grown in the [100] direction. MIS structures were of two types: with an anode oxide layer and with a protective dielectric composition, including additional layer of SiOx. Measurements of the CV curve of MIS structures flooded with liquid nitrogen were carried out with multiple forward (starting from zero bias at the field electrode) and re-verse “passes” at a bias voltage change rate 500 mV/s. Analysis results of “passes” made it possible to determine the sign and values of the effective surface charge in the initial state and after each direct “pass” when additional charges of two types are detected: stable and unsta-ble. The sign of these charges is opposite to the polarity of the voltage on the field electrode. Stable charges are unchanged during the entire cooling time and “drain” only when the MIS structure is “warmed up”. Unstable ones “drain” already when the cooled MIS struc-ture is short-circuited.
It is shown that the values of all types of surface charge, and hence the concentration of traps, are minimal in the case of plates cut along the (100) plane from ingots grown in the [100] direction.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- Префикс DOI
- 10.51368/2307-4469-2023-11-2-146-154
- eLIBRARY ID
- 50821483
