Raport z działalności zakładu w 2008

ZAK£AD CHARAKTERYZACJI STRUKTUR
NANOELEKTRONICZNYCH
Kierownik: doc. dr hab. in¿. Henryk M. PRZEW£OCKI
e-mail: [email protected], tel. (0-22) 548 77 50,
fax 0-22 847 06 31
Zespó³:
doc. dr in¿. Lech Borowicz, e-mail: [email protected],
dr Pawe³ Borowicz, e-mail: [email protected],
dr in¿. Tomasz Gutt, e-mail: [email protected],
mgr in¿. Witold Rzodkiewicz, e-mail: [email protected],
mgr in¿. Krzysztof Piskorski, e-mail: [email protected],
mgr in¿. Tomasz Ma³achowski, e-mail: [email protected]
Osoby wspó³pracuj¹ce:
mgr in¿. Danuta Brzeziñska, Zbigniew Sawicki
1. Projekty badawcze realizowane w 2008 r.
W Zak³adzie Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych w 2008 r. realizowano nastêpuj¹ce tematy:
• „Rozwój metod badania w³aœciwoœci fizycznych struktur MOS nowych generacji”
(temat statutowy nr 1.11.052, etap III);
• “Silicon-Based Nanostructures and Nanodevices for Long Term Nanoelectronics
Applications” (”Nanostruktury i nanoprzyrz¹dy oparte na krzemie dla perspektywicznych zastosowañ w nanoelektronice”). Network of Excellence NANOSIL
7. PR UE (nr kontraktu 216171, kierownik zadania – H. M. Przew³ocki);
• “Nowe technologie na bazie wêglika krzemu i ich zastosowanie w elektronice
wielkich czêstotliwoœci, du¿ych mocy i wysokich temperatur” (projekt badawczy
zamawiany PBZ-MEiN-6/2/2006). W ramach projektu samodzielny projekt
badawczy pt. “Opracowanie metod charakteryzacji parametrów pod³o¿y SiC i ich
powierzchni granicznych z innymi materia³ami oraz ich wykorzystanie do badania
struktur realizowanych w PBZ” (kierownik projektu – H. M. Przew³ocki);
• “Opracowanie fotoelektrycznych, elektrycznych i optycznych metod badania
nowych generacji struktur MOS” (projekt badawczy nr N515 022 31/0908,
kierownik projektu – H. M. Przew³ocki);
• “Zastosowanie metody spektroskopii impedancyjnej do pomiarów w³aœciwoœci
struktur pó³przewodnikowych nowej generacji” (projekt badawczy nr N515 004
31/0303, kierownik projektu – T. Gutt);
• “Eksperymentalne i teoretyczne badania w³aœciwoœci fizycznych izolatorów o wysokiej przenikalnoœci elektrycznej w strukturach MOS” (projekt badawczy nr
0646/B/T02/2008/35, kierownik projektu – W. Rzodkiewicz).
2
Sprawozdanie z dzia³alnoœci ITE w 2008 r.
2. Wspó³praca badawcza z partnerami
Wysoka ocena wyników naszych badañ ró¿nych struktur nanoelektronicznych
oraz udzia³ w Europejskim Centrum Doskona³oœci NANOSIL spowodowa³y, ¿e
kilka œwiatowych centrów naukowych i przemys³owych zwróci³o siê w 2008 r. do
Zak³adu z proœb¹ o wykonanie badañ struktur. W ramach tej wspó³pracy wykonano
(lub wykonuje siê nadal) badania czterech partii ró¿nych struktur pó³przewodnikowych, wytworzonych w zagranicznych laboratoriach.
• Partia struktur MOS, W-SiO2-Si(P) i TiN-SiO2-Si(P), wytworzona w firmie AMO
GmbH w Aachen (Niemcy), z³o¿ona z szeœciu utlenionych p³ytek krzemowych, na
których naniesiono bramki metaliczne (W lub TiN) o trzech ró¿nych gruboœciach
tG = 10, 25 i 40 nm. Gruboœæ SiO2 na wszystkich p³ytkach tox = 8,9 nm. Wytwórcom struktur chodzi³o przede wszystkim o zbadanie mo¿liwoœci zastosowania
wolframu i azotku tytanu jako materia³ów bramek metalicznych nanotranzystorów
MOS. Szczególnie zale¿a³o im na pomiarach fotoelektrycznych wysokoœci barier
potencja³u na powierzchniach granicznych W-SiO2 i TiN-SiO2.
• Partia struktur MOS, Al-SiO2-SiC(3C) i Au-SiO2-SiC(3C), wytworzona w firmie
Acreo (Szwecja), z³o¿ona z trzech utlenionych p³ytek SiC(3C), na które naniesiono pó³przezroczyste bramki Al (2 p³ytki) i Au (1 p³ytka). Wyniki badañ tej partii
s¹ szczególnie interesuj¹ce ze wzglêdu na mo¿liwoœæ porównania parametrów
struktur MOS na pod³o¿ach SiC(3C) z parametrami struktur na pod³o¿ach SiC(4H),
które Zak³ad bada³ wczeœniej.
• Partia struktur MOS, Pt-LaLuO3-Si, wytworzona w FZJ-Jülich (Niemcy) oraz
w Chalmers University (Szwecja), z³o¿ona z dwóch p³ytek ró¿ni¹cych siê gruboœci¹ tox warstwy LaLuO3 (na pierwszej p³ytce tox » 20 nm, na drugiej tox » 6,5 nm).
Partia ta mia³a s³u¿yæ przede wszystkim ocenie dielektryka high-k, jakim jest
LaLuO3. Dielektryk ten jest obecnie obiektem szczegó³owych badañ w ramach
Centrum Doskona³oœci NANOSIL.
• Partia struktur MOS, W-La2O3-Si, wytworzona przez Tokyo Institute of Technol-
ogy (Japonia), z³o¿ona z szeœciu p³ytek ze strukturami MOS, ró¿ni¹cych siê
gruboœci¹ tox warstwy La2O3 i temperatur¹ T wygrzewania struktur po metalizacji:
tox = 6, 8 lub 10 nm, T = 300 lub 500oC.
Rozwija³a siê równie¿ wspó³praca z partnerami krajowymi, zw³aszcza uczestnicz¹cymi w PBZ-SiC (Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki Politechniki Warszawskiej – IMiO PW, Instytut Technologii Materia³ów Elektronicznych – ITME,
Wydzia³ Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki Politechniki £ódzkiej – WE P£), oraz w tematach zwi¹zanych z badaniami elipsometrycznymi i metod¹ Ramana.
Zak³ad Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych
3
3. Wyniki prac
3.1. Wykonanie badañ zale¿noœci charakterystyk sygna³u elektrycznego od
d³ugoœci fali œwiat³a l w pomiarach metodami LPT i SLPT
Od dwóch lat trwaj¹ w Zak³adzie badania nad opracowaniem fotoelektrycznej
metody LPT (Light Pulse Technique) okreœlania napiêcia p³askich pasm w pó³przewodniku VFB. Metoda ta polega na jednoczesnym spolaryzowaniu struktury
napiêciem bramki VG oraz oœwietleniu jej modulowanym œwiat³em. Œwiat³o w postaci padaj¹cych na strukturê impulsów powoduje, ¿e struktura odpowiada impulsami pr¹du, które mog¹ byæ mierzone
w uk³adzie zewnêtrznym. Wielkoœæ im0.04
pulsów pr¹du zale¿y od wielkoœci potencja³u powierzchniowego S. Je¿eli wiêc
0.03
potencja³ S = 0, co odpowiada stanowi
0.02
wyprostowanych pasm w pó³przewodniku
VFB, to sygna³ pr¹dowy zanika. Znajduj¹c
0.01
zale¿noœæ wielkoœci tych impulsów pr¹du
od przy³o¿onego do struktury napiêcia po0.00
-2.0 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0
laryzacji VG, mo¿na okreœliæ w prosty spoNapiêcie V [V]
sób napiêcie VG, dla którego mierzony pr¹d
wynosi zero (czyli VFB). Pokazano to na Rys. 1. Zale¿noœæ mierzonego sygna³u na wyjœciu
lock-ina w funkcji napiêcia polaryzacji V . Punkt
rys. 1. Punkt zmiany znaku sygna³u u odpo- przeciêcia sygna³u z osi¹ u = 0 wskazuje naGwartoœæ
wiada napiêciu VG = VFB.
napiêcia VFB (fS = 0).
Idea metody LPT zosta³a zaproponowana ju¿ w latach szeœædziesi¹tych ubieg³ego stulecia, jednak propozycja ta
zawiera³a istotne b³êdy w opisie zjawisk fizycznych, na których metoda siê opiera.
B³êdy zosta³y skorygowane w pracach, które ukaza³y siê w latach osiemdziesi¹tych.
W pracach tych wyprowadzono i przedstawiono podstawowe zale¿noœci okreœlaj¹ce
charakterystyki sygna³ów elektrycznych uzyskiwanych w metodzie LPT. Metoda,
mimo swej niew¹tpliwej atrakcyjnoœci, nie znalaz³a jednak zastosowañ praktycznych, poniewa¿ wyniki pomiarów VFB uzyskiwanych za jej pomoc¹ ró¿ni¹ siê
(niekiedy znacznie) od wyników uzyskiwanych innymi metodami. Wyniki ró¿ni¹ siê
tak¿e od przewidywañ opartych na znanych dotychczas podstawach teoretycznych
metody. Te rozbie¿noœci, opisane w dalszej czêœci sprawozdania, oraz ich przyczyny
s¹ przedmiotem prowadzonych aktualnie badañ.
Na rys. 2 pokazano uk³ad pomiarowy s³u¿¹cy do realizacji badañ zgodnych z za³o¿eniami metody LPT. W tor œwiat³a wprowadzony jest chopper, który obracaj¹c siê
powoduje impulsowe padanie œwiat³a na strukturê. Do wzmacniacza lock-in dochodzi sygna³ referencyjny z choppera oraz sygna³ pomiarowy ze struktury. Mo¿liwoœæ dopasowania fazy miêdzy dwoma sygna³ami pozwala na pomiary sygna³ów
0.010
0.008
0.006
Sygna³ u [V]
0.004
VFB = -1.05 V
0.002
0.000
-0.002
-1.4
-1.2
G
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
4
Sprawozdanie z dzia³alnoœci ITE w 2008 r.
Zwierciad³o
Œwiat³o
u = a x b x cosD
Sygna³ referencyjny b
Chopper
Sygna³ pomiarowy a
Wzmacniacz lock-in
R
Struktura
MOS
Oscyloskop
Miernik pojemnoœci
Komputer
Rys. 2. Uk³ad pomiarowy do okreœlania napiêcia p³askich pasm VFB metodami LPT i SLPT
nawet na bardzo niskim poziomie. W sk³ad stanowiska wchodz¹ tak¿e cyfrowy
oscyloskop oraz miernik pojemnoœci.
Metoda SLPT (Scanning LPT), której za³o¿enia s¹ podobne do za³o¿eñ metody
LPT, polega na skanowaniu ma³¹ plamk¹ (mniejsz¹ od powierzchni struktury)
powierzchni bramki i odczycie lokalnych wartoœci napiêcia VFB. Umo¿liwi to
okreœlenie rozk³adu przestrzennego tego napiêcia w p³aszczyŸnie powierzchni
bramki.
Oczekuje siê, ¿e w pomiarach VFB metod¹ LPT mo¿liwe bêdzie osi¹gniêcie dok³adnoœci 10 mV. Bêdzie to dok³adnoœæ o rz¹d wielkoœci lepsza ni¿ w przypadku dobrze znanej elektrycznej metody okreœlania napiêcia VFB z pomiarów charakterystyk C(V), gdzie dok³adnoœæ wynosi ±100 mV, a przy silnie domieszkowanym pod³o¿u jest gorsza.
Wstêpne badania wykonane metodami LPT i SLPT potwierdzi³y, ¿e powtarzalnoœæ i precyzja wyznaczania napiêcia VFB jest bardzo dobra, natomiast dok³adnoœæ okreœlania wartoœci V FB jest nadal niewystarczaj¹ca. Wartoœci VFB wyznaczone
metod¹ LPT ró¿ni¹ siê czêsto znacznie od wartoœci okreœlonych za pomoc¹ metody
charakterystyk C(V). Dodatkowym problemem jest to, ¿e wyznaczone metod¹ LPT
„wartoœci VFB” zale¿¹ w pewnym stopniu od mocy P i d³ugoœci fali œwiat³a l
oœwietlaj¹cego badan¹ strukturê (nie uwzglêdniaj¹ tego znane dotychczas podstawy
teoretyczne metody). Trwaj¹ce od paru miesiêcy intensywne badania nie przynios³y
rozwi¹zania tego problemu, ale przyczyni³y siê do dok³adnego sprecyzowania
zagadnieñ, których zrozumienie bêdzie kluczowym elementem w pracach nad rozwojem fotoelektrycznej metody LPT i SLPT.
Trzeba podkreœliæ, ¿e prowadzone w Zak³adzie badania maj¹ charakter ca³kowicie
nowatorski i zapewne nie wyczerpuj¹ wszystkich niejasnoœci, które pojawi³y siê
(b¹dŸ pojawi¹ siê) w trakcie prac. Przedstawimy najwa¿niejsze problemy, jakie wyst¹pi³y podczas badañ.
Zak³ad Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych
5
Wp³yw mocy œwiat³a padaj¹cego na strukturê na wartoœæ mierzonego
napiêcia VFB
Na rys. 3a pokazano wyniki pomiarów charakterystyk wyjœciowych z lock-ina u =
= f(VG) dla ró¿nych mocy P oraz zale¿noœæ wartoœci napiêcia VFB od tej mocy. Jak
widaæ, wraz ze wzrostem mocy œwiat³a P roœnie wartoœæ sygna³u w inwersji oraz
akumulacji (jego wartoœæ bezwzglêdna). Wyznaczone napiêcia VFB (punkty przeciêcia siê krzywych z osi¹ u = 0) zmieniaj¹ swoj¹ wartoœæ i im moc P jest wy¿sza, tym
napiêcia te przyjmuj¹ bardziej ujemn¹ wartoœæ. Widaæ to doskonale na rys. 3b, gdzie
amplituda zmian VFB w zakresie zmian mocy od 0,12 do 8,3 mW wynosi a¿ 1,168 V.
Wartoœæ napiêcia VFB zmierzonego na tej samej strukturze metod¹ charakterystyk
C(V) wynosi VFBC(V) = –0,975 V.
0.07
0.05
Sygna³ u [V]
b)
P [mW]
8.3
4
1.5
0.52
0.06
0.04
6
3
1
0.33
5
2
0.75
0.12
0.2
0.0
-0.2
0.0020
Napiêcie VFB [V]
a)
0.0015
0.0010
0.03
0.0005
0.0000
-0.0005
0.02
-0.0010
-0.4
1.168 V
-0.6
-0.8
-0.0015
0.01
-1.0
-0.0020
-1.4
-1.2
-1.0
-0.8
-0.6
-1.2
0.00
0
-0.01
-2.5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Moc P [mW]
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
Napiêcie VG [V]
Rys. 3 a) Charakterystyki u = f(VG) dla ró¿nych mocy œwiat³a P (0,12 ¸ 8,3 mW), b) zale¿noœæ wyznaczonych napiêæ VFB od mocy P
Na podstawie wielu prób przeprowadzonych na strukturach wykonanych w ró¿nych technologiach i ró¿ni¹cych siê parametrami konstrukcyjno-materia³owymi nie
uda³o siê okreœliæ sposobu okreœlenia wartoœci mocy P, dla której napiêcie zmierzone
metod¹ LPT by³oby zbli¿one do napiêcia VFB otrzymanego metod¹ charakterystyk
C(V) i traktowane tu jako punkt odniesienia.
Zale¿noœæ mierzonego napiêcia VFB od d³ugoœci fali œwiat³a l
0.08
0.04
Sygna³ u [V]
Na rys. 4 pokazano wyniki pomiarów
charakterystyk wyjœciowych z lock-ina
u = f(VG) dla ró¿nej d³ugoœci fali l promieniowania u¿ytego w pomiarach. Wynika
z niego, ¿e im d³ugoœæ fali l jest wiêksza,
tym okreœlone napiêcie VFB jest bardziej
ujemne. Ró¿nica miêdzy pomiarem dla
l = 635 i 980 nm wynosi 337 mV. Analiza
wyników jest utrudniona tak¿e z innego
powodu. Jak ju¿ wspomniano, wartoœæ VFB
silnie zale¿y od mocy œwiat³a P stosowa-
VFB = -0.618 V
0.00
VFB = -0.955 V
-0.04
VFB = -0.917 V
D³ugoœc fali l
635 nm
830 nm
980 nm
-0.08
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
Napiêcie VG [V]
Rys. 4. Charakterystyki u = f(VG) zmierzone dla ró¿nych d³ugoœci fali l (635, 830, 980 nm)
6
Sprawozdanie z dzia³alnoœci ITE w 2008 r.
Sygna³ u [V]
nego do pomiarów. W przypadku tych pomiarów moc œwiat³a l = 830 oraz 980 nm
wynosi³a 20 mW i w porównaniu z moc¹ œwiat³a l = 635 nm (P = 8,3 mW) by³a
ponad dwa razy wiêksza. Zatem ró¿nicê wyników mo¿na równie¿ t³umaczyæ ró¿nic¹
mocy tych Ÿróde³ œwiat³a. Obecnie trwaj¹ przygotowania, aby wyposa¿yæ stanowisko w Ÿród³a œwiat³a o ró¿nych d³ugoœciach fali l o tej samej mocy P. Rozwa¿any
jest te¿ zakup odpowiednich polaryzatorów, umo¿liwiaj¹cych wiarygodne i skuteczne ustawienie dowolnej wartoœci mocy P.
Wp³yw d³ugoœci fali l na mierzone wartoœci VFB mo¿na okreœliæ z ró¿nicy miêdzy
pomiarem dla l = 830 i 980 nm (ta sama moc P). Wartoœæ VFB ró¿ni siê o ok. 40 mV.
W trakcie badañ polegaj¹cych na pomiarze charakterystyk u = f(VG) œwiat³em
o ró¿nej d³ugoœci fali l pojawi³o siê nowe zagadnienie, którego sens fizyczny bêdzie
musia³ zostaæ wyjaœniony. Z teorii wynika, ¿e sygna³ w akumulacji powinien byæ
zdecydowanie mniejszy od wartoœci sygna³u w inwersji. Potwierdza³o siê to dla
wszystkich przypadków pomiaru œwiat³em l = 635 mW dla ró¿nych mocy. Jednak
kiedy w pomiarach zastosowano œwiat³o o wiêkszej d³ugoœci fali l (830 i 980 nm),
sytuacja ta uleg³a zmianie. Na rys. 5 poka0.06
zano wyniki pomiarów charakterystyk u =
0.04
= f(VG) dla d³ugoœci fali l = 980 nm o ró¿0.02
nej mocy P. Moc by³a zmieniana za pomo0.00
ma³a moc
c¹ przes³ony i nie by³ mo¿liwy odczyt jej
-0.02
du¿a moc
dok³adnej wartoœci, aczkolwiek specy-0.04
ficzne zachowanie siê tych charakterystyk
-0.06
zosta³o zaobserwowane. Jak widaæ na
-0.08
rys. 5, wraz ze wzrostem mocy zmienia siê
-4.0 -3.6 -3.2 -2.8 -2.4 -2.0 -1.6 -1.2 -0.8
Napiêcie V [V]
stosunek sygna³u w akumulacji do sygna³u
Rys. 5. Charakterystyki u = f(VG) zmierzone dla d³u- w inwersji. Pocz¹tkowo, gdy moc by³a
goœci fali l = 980 nm o ró¿nej mocy promieniowa- ma³a, poziom sygna³u w inwersji by³
nia P
wiêkszy od poziomu sygna³u w akumulacji (jego wartoœci bezwzglêdnej). Tendencja ta zaczê³a siê odwracaæ w miarê
wzrostu mocy pomiarowej. Zapewne zaobserwowane tutaj zale¿noœci dadz¹ siê racjonalnie wyt³umaczyæ. Trwaj¹ obliczenia, które byæ mo¿e pozwol¹ wyjaœniæ
mechanizmy fizyczne odpowiedzialne za tego typu zachowanie siê charakterystyk
u = f(VG) dla d³ugoœci fal l = 830 i 980 nm.
G
„Zani¿anie” mierzonych wartoœci VFB w pomiarach SLPT przy krawêdziach
struktury
Jest to jeden z najwa¿niejszych problemów, których rozwi¹zanie bêdzie kluczowym elementem opracowania dok³adnej fotoelektrycznej metody okreœlania napiêcia VFB. Na rys. 6 pokazano przyk³adowy wynik pomiaru wartoœci lokalnych VFB
wzd³u¿ przek¹tnej kwadratowej bramki. Kszta³t zale¿noœci VFB = f(x) charakteryzuje
siê wartoœciami najmniejszymi na rogach kwadratowej bramki oraz najwiêkszymi
Zak³ad Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych
7
Napiêcie VFB [V]
-0.5
w centralnej czêœci bramki. Ten charakterystyczny „kopu³owaty” kszta³t jest przy-0.6
pisywany nierównomiernemu rozk³adowi
153 mV
-0.7
naprê¿eñ panuj¹cych w tlenku pod powierzchni¹ metalowej bramki struktury
-0.8
MOS. Naprê¿enia te, jak s¹dzimy, s¹
-0.9
pomiar wzd³u¿ przek¹tnej
jednym z g³ównych czynników powodukwadratowej struktury
j¹cych takie zachowanie siê wartoœci lo-1.0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Pozycja na strukturze x [mm]
kalnych mierzonego parametru w p³aszczyŸnie powierzchni bramki struktury Rys. 6. Zale¿noœæ lokalnych wartoœci napiêæ VFB od
MOS. We wczeœniejszych pracach poda- pozycji pomiaru x na strukturze
no, ¿e kopu³owaty kszta³t maj¹ równie¿
takie parametry struktury MOS, jak efektywna kontaktowa ró¿nica potencja³ów fMS
oraz bariera potencja³u na granicy bramka – dielektryk EBG. Obecnie nie ma
mo¿liwoœci bezpoœredniego pomiaru naprê¿eñ, dlatego próba skorelowania tych
wyników z fotoelektrycznymi pomiarami niektórych parametrów elektrycznych nie
mo¿e jeszcze byæ przeprowadzona.
Okreœlenie poprawnoœci wyznaczania wartoœci lokalnych VFB w pobli¿u
krawêdzi bramki
Wykonano szczegó³owe badania w celu okreœlenia poprawnoœci wyznaczania
wartoœci lokalnych VFB w pobli¿u krawêdzi bramki. Powodem ich podjêcia by³o
zaobserwowanie, ¿e sygna³ u mierzony na rogu czy te¿ na krawêdzi struktury jest
zdecydowanie wiêkszy od sygna³u mierzonego na œrodku bramki. Na rys. 7
zestawiono charakterystyki u = f(VG) dla ró¿nych pozycji pomiarowych na strukturze
oraz (co jest bardzo wa¿ne) poza ni¹. Pomiar przeprowadzono pocz¹wszy od pozycji
0,5 mm (œrodek bramki) i z krokiem 0,2 mm oddalano siê od œrodka w kierunku
œrodka krawêdzi, wychodz¹c poza obszar struktury a¿ do pozycji –0,9 mm poza jej
krawê- dzi¹ (plamka ju¿ wtedy œwieci³a na tlenek). Przedstawione wyniki wyraŸnie
0.015
0.0006
0.0004
0.010
-0.5
0.005
-0.0004
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.000
poza struktur¹
-0.005
-0.015
-1.0
0
0.5
-0.0002
poz. 0.5
poz. 0.3
poz. -0.1
poz. -0.5
-0.9
-0.8
poz. 0.1
poz. -0.3
poz. -0.7
-0.7
-0.6
-0.6
Napiêcie VFB [V]
Sygna³ u [V]
0.0000
-0.010
-0.9
0.0002
na strukturze
-0.7
-0.8
poz. -0.9
-0.5
-0.4
Napiêcie VG [V]
granica bramki
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
-0.9
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
Pozycja na i poza struktur¹ [mm]
Rys. 7. Charakterystyki u = f(VG) zmierzone na strukturze i poza ni¹ (u góry). Zale¿noœæ VFB w funkcji po³o¿enia plamki na strukturze i poza ni¹ (po prawej)
8
Sprawozdanie z dzia³alnoœci ITE w 2008 r.
wskazuj¹, ¿e nie tylko sygna³ jest wiêkszy (choæ nieznacznie) w miarê zbli¿ania siê
plamki do krawêdzi struktury, lecz tak¿e jest mierzony bardzo du¿y sygna³, kiedy
plamka oddala siê od krawêdzi bramki. Podczas przeprowadzonych w ten sposób
wielu badañ przy u¿yciu ró¿nych Ÿróde³ œwiat³a (ró¿ne wartoœci l) za ka¿dym razem
mo¿na by³o zaobserwowaæ zdecydowany wzrost sygna³u u, kiedy plamka pada³a
poza obszar bramki.
St¹d mo¿na wyci¹gn¹æ wniosek, ¿e o amplitudzie (czyli ró¿nicy miêdzy najwiêksz¹ a najmniejsz¹ wartoœci¹ VFB w obrêbie ca³ej bramki) zale¿noœci VFB = f(x),
czyli tzw. „kapelusza” (rys. 6), w pewnym stopniu decyduje pomiar na rogu
struktury, dla którego zmierzone wartoœci VFB s¹ zani¿one. Je¿eli weŸmie siê tylko
pod uwagê te pomiary, dla których plamka œwieci³a na powierzchniê bramki nie
„wychodz¹c” poza ni¹, to wynika z nich, ¿e amplituda „kapelusza” maleje, ale w dalszym ci¹gu jest widoczny charakterystyczny kszta³t z wartoœciami najwiêkszymi na
œrodku i najmniejszymi na rogach kwadratowej bramki. To znowu potwierdza hipotezê, ¿e o tym kszta³cie decyduj¹ naprê¿enia w tlenku w strukturze MOS.
Wp³yw obszaru poza bramk¹ na wartoœæ koñcow¹ zmierzonego napiêcia VFB
Z dotychczasowych wyników pomiarów lokalnych wartoœci napiêcia VFB mo¿na
by³o wywnioskowaæ, ¿e istnieje du¿y wp³yw oœwietlenia tlenku wokó³ bramki na
mierzone wartoœci VFB. Wyniki pomiarów przedstawionych na rys. 7 potwierdzi³y te
przypuszczenia.
W kolejnym etapie badañ próbowano oszacowaæ, jaki jest wp³yw obszaru poza
bramk¹ na wartoœæ koñcow¹ zmierzonego napiêcia VFB.Wykonano pomiary napiêcia
VFB metod¹ LPT na strukturze (rys. 8). Okaza³o siê, ¿e sygna³ zmierzony dla ma³ej
plamki na œrodku struktury (pomiar 1) oraz plamki wiêkszej (porównywalnej
z powierzchni¹ bramki – pomiar 2) jest bardzo ma³y w porównaniu z wynikiem, jaki
uzyskano dla pomiaru 3, gdzie plamka by³a znacznie wiêksza od rozmiarów bramki
i œwiat³o dodatkowo oœwietla³o tlenek wokó³ (sygna³ w akumulacji dla VG = 0 dla
pomiaru 3 jest 28 razy wiêkszy od sygna³u dla pomiaru 1). Sygna³ 1 stanowi zaledwie
3,5% wartoœci sygna³u 3. Podobnie jest z sygna³em 2, który stanowi jedynie 5,3%
0.010
0.0006
0.0004
0.0002
0.0000
0.005
Sygna³ u [V]
-0.0002
-0.0004
-0.0006
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.000
1
2
3
-0.005
pomiar 1
pomiar 2
pomiar 3
-0.010
-0.8
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
Napiêcie VG [V]
Rys. 8. Pomiar napiêcia VFB dla ró¿nego oœwietlenia padaj¹cego na strukturê: pomiar 1– ma³a plamka na
œrodku struktury; pomiar 2 – plamka du¿a, ale niewykraczaj¹ca poza obrêb struktury; pomiar 3 – du¿a
plamka oœwietlaj¹ca obszar wokó³ struktury, zdecydowanie wiêksza ni¿ struktura
Zak³ad Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych
9
Pojemnoœc CINW* [pF]
Pojemnoœc C [pF]
sygna³u 3. Staje siê wiêc oczywiste, ¿e to œwiat³o padaj¹ce bezpoœrednio na tlenek
(poza bramk¹) jest przyczyn¹ wzrostu mierzonego sygna³u oraz ¿e wartoœci VFB s¹
wówczas mniejsze (wiêksza jest ich wartoœæ bezwzglêdna).
Stanowisko do badañ fotoelektrycznych przedstawione na rys. 2 umo¿liwia tak¿e
wykonywanie pomiarów oœwietlonych charakterystyk C(V). Wykonano szereg
pomiarów na ró¿nych technologicznie strukturach dla trzech Ÿróde³ œwiat³a o ró¿nych
d³ugoœciach fali l = 635, 830 i 980 nm. Na rys. 9 pokazano przyk³adowe wyniki po600
miarów charakterystyk C(V) dla l = 635 nm.
Korzystaj¹c z tych wyników, mo¿na obliP
500
czyæ wartoœæ efektywnego poziomu gene400
racji œwietlnej x, definiowanego jako sto300
sunek wygenerowanej liczby noœników
pomiar ciemny
0.5 mW
200
1 mV
Dn do koncentracji samoistnej ni. W celu
2 mW
3 mW
porównania wyników pomiarów oœwie100
4 mW
4.8 mW
tlonych charakterystyk C(V) dla ró¿nych
0
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
d³ugoœci fal l zestawiono na jednym wyNapiêcie VG [V]
*
kresie zale¿noœci CINW (pojemnoœæ w inRys. 9. Charakterystyki C(V) zmierzone dla l = 635 nm
wersji dla stanu oœwietlenia) od wartoœci o ró¿nej mocy P
600
wspó³czynnika x. Dla wszystkich pomiarów obserwuje siê wzrost pojemnoœci
500
w inwersji dla rosn¹cej mocy promieniowania P. Nie zauwa¿a siê jednak¿e ró¿nic,
400
które by wynika³y z zastosowania ró¿nych
300
d³ugoœci fali l tego promieniowania. Jak
l = 635 nm
l = 830 nm
200
widaæ na rys. 10, zale¿noœci CINW* = f(x) pol = 980 nm
krywaj¹ siê.
100
1000
10000
100000 1000000
1E7
1E8
Wspó³czynnik x jest bardzo przydatx
nym parametrem pozwalaj¹cym na obliRys. 10. Zale¿noœæ pojemnoœci C * = f(x) dla trzech
czanie pewnych parametrów struktur ró¿nych d³ugoœci fali œwiat³a l INW
MOS w stanie oœwietlenia. Mo¿liwoœæ
dok³adnego obliczenia zjawisk fizycznych zachodz¹cych w strukturze MOS z ca³¹
pewnoœci¹ przyczyni siê do pe³nego ich zrozumienia.
Du¿a liczba zaprezentowanych wyników pomiarów pokazuje jak wiele pracy
nale¿y jeszcze w³o¿yæ w rozwój fotoelektrycznej metody pomiaru napiêcia pasm VFB.
Z jednej strony brak jest doniesieñ w literaturze, które by³yby pomocne w poznawaniu zjawisk zachodz¹cych w oœwietlonej strukturze MOS, z drugiej zaœ wiadomo, ¿e trzeba bêdzie zweryfikowaæ niektóre informacje, które pochodz¹ z literatury. Zak³ad dysponuje bardzo dobrze wyposa¿onym stanowiskiem pomiarowym, które umo¿liwia prowadzenie zaawansowanych pomiarów ró¿nych parametrów ró¿nymi technikami.
10
Sprawozdanie z dzia³alnoœci ITE w 2008 r.
Porównanie stanu wiedzy i wyników pomiarów z wynikami równolegle prowadzonych obliczeñ analitycznych pozwoli na pe³ne wykorzystanie mo¿liwoœci
Zak³adu i przyczyni siê do opracowania dok³adnej metody pomiaru napiêcia wyprostowanych pasm VFB.
3.2. Opracowanie analitycznej zale¿noœci miêdzy wspó³czynnikiem za³amania n
a gêstoœci¹ warstw SiO2 na podstawie serii badañ eksperymentalnych
Badaniu zosta³y poddane 24 czterocalowe dwustronnie polerowane p³ytki krzemowe o orientacji <100> i typie przewodnictwa n oraz dodatkowo cztery p³ytki krzemowe o orientacji <111>. P³ytki by³y podzielone na trzy grupy:
• grupa A: 12 p³ytek o numerach 1–12;
• grupa B: 12 p³ytek o numerach N1–N12;
• grupa C: 4 p³ytki N<111> o numerach 1–4.
P³ytki z grup A i B by³y poddawane utlenianiu termicznemu w suchym tlenie do
gruboœci w zakresie 10 ¸ 50 nm, a p³ytki z grupy C utlenianiu do gruboœci w zakresie
50 ¸ 200 nm.
Przed utlenianiem termicznym wszystkie p³ytki by³y poddane pomiarom interferometrycznym na urz¹dzeniu do badania krzywizny powierzchni o wysokim
wspó³czynniku odbicia metod¹ pierœcieni Newtona (d³ugoœæ fali diody laserowej
stosowanej jako Ÿród³o œwiat³a w tym urz¹dzeniu wynosi³a ok. 635 nm). Pomiary
mia³y na celu zbadanie jakoœci i kszta³tu powierzchni p³ytek krzemowych. Rozrzut
naprê¿eñ w powierzchniowej warstwie Si, obliczanych dla bardzo zró¿nicowanych
wartoœci promieni krzywizny badanych p³ytek, jest znaczny i waha siê od kilkudziesiêciu do kilkuset MPa w ró¿nych punktach podk³adu. Z tego wzglêdu przypisanie poszczególnym punktom powierzchni p³ytki pod³o¿owej wartoœci naprê¿eñ
obliczonych ze wzoru Stoneya jest nieuprawnione w przypadku obecnoœci bramek.
Pomiary elipsometrycznie z wykorzystaniem elipsometru spektroskopowego typu
VASE (Variable Angle Spectroscopic Ellipsometer) pos³u¿y³y do wyznaczenia gruboœci i wspó³czynnika za³amania warstw dwutlenku krzemu. Takie pomiary zosta³y
przeprowadzone w piêciu punktach dla ka¿dej p³ytki w szerokim zakresie spektralnym (250 ¸ 1000 nm) dla dwóch k¹tów padania (65o, 75o).
Utleniono dwustronnie polerowane czterocalowe p³ytki krzemowe n<100> oraz
n<111> i zwa¿ono je. Nastêpnie wykonano pomiary elipsometryczne utlenionych
p³ytek w celu znalezienia wspó³czynników za³amania i gruboœci warstw SiO2. Po
pomiarach interferometrycznych na wszystkich utlenionych p³ytkach krzemowych
strawiono doln¹ warstwê tlenku i ponownie wykonano pomiary mas strawionych
p³ytek oraz pomiary elipsometryczne. Przeprowadzono te¿ pomiary interferometryczne na czterocalowych utlenionych p³ytkach krzemowych n<100> oraz n<111> po
strawieniu dolnej warstwy tlenku w celu znalezienia ró¿nicy w promieniu krzywizny. Nastêpnie strawiono górn¹ warstwê tlenku z p³ytek, przeprowadzono pomiar
Zak³ad Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych
11
mas tych p³ytek oraz wykonano pomiary interferometryczne w celu porównania ich
stanu po ca³kowitym strawieniu tlenków ze stanem wyjœciowym przed procesem
utleniania termicznego krzemu.
Model optyczny, wykorzystany do analizy wyników pomiarów elipsometrycznych badanych struktur Si-SiO2, sk³ada³ siê kolejno z pod³o¿a krzemowego oraz
warstwy SiO2 okreœlonej wzorem Cauchy’ego. Wzór ten dla wspó³czynnika za³amania n wyra¿a siê odwrotnym szeregiem potêgowym, zawieraj¹cym parzyste potêgi d³ugoœci fali l:
(1)
n(l ) = A + B / l2 + C / l4 +...,
gdzie: A, B, C – parametry obliczane, l – d³ugoœæ fali [mm].
Na podstawie obliczonych wartoœci objêtoœci i zwa¿onych mas warstw SiO2 okreœlano gêstoœæ warstwy tlenku, a nastêpnie porównywano j¹ z wartoœciami gêstoœci
warstw SiO2, uzyskanymi na podstawie wspó³czynników za³amania n, wyznaczonych metod¹ elipsometrii spektroskopowej.
Do obliczeñ zastosowano wzór Lorentza-Lorenza (L-L) (rys. 11) dla rzeczywistych wspó³czynników za³amania n:
1
n 2 -1 M
(2)
Õ = N A ×a = 2
× ,
3
n +2 r
gdzie: P – polaryzacja molowa/refrakcja molowa, NA = 6,02×1023 mol–1 – liczba Avogadra, a – polaryzowalnoœæ cz¹steczki, M – masa cz¹steczkowa (atomowa), r – gêstoœæ.
Bior¹c dla SiO2 M = 60,08 g/mol, r = 2,2 g/cm3 (odprê¿one) i n = 1,46 (odprê¿one), uzyskuje siê P = 7,4797 cm3/mol. Wzór na gêstoœæ warstwy SiO2 bêdzie mia³
nastêpuj¹c¹ postaæ:
n 2 -1
(3)
r = 8,0324 × 2
.
n +2
Inn¹ zale¿noœæ gêstoœci warstwy SiO2 od wspó³czynnika za³amania przedstawia wzór
Gladstona-Dale’a (G-D):
r = 4,785 × n - 4,784.
(4)
Empiryczny wzór okreœlaj¹cy r w funkcji n dla warstwy SiO2 zosta³ wyznaczony
przez Taniguchi’ego (Ta). Jest to nastêpuj¹ca zale¿noœæ:
s = K × ( n - 1) a ,
(5)
gdzie: K = 7,81, a = 1,63.
Poza wymienionymi zale¿noœciami, w literaturze œwiatowej spotyka siê tak¿e równanie Eykmana
n 2 -1
(6)
r =C × 2
,
n + 0,4
gdzie: C = 3,6161 (w temperaturze pokojowej) – sta³a empiryczna Eykmana (Eyk),
zale¿na od temperatury, oraz równanie Drude’a
12
Sprawozdanie z dzia³alnoœci ITE w 2008 r.
r = D × ( n 2 - 1),
(7)
gdzie D = 1,944 – sta³a Drude’a.
Gêstoœæ tlenku [g/cm3]
5.00
dolna warstwa
wg L+L
wg G+D
wg Ta
wg Drude’a
4.50
4.00
3.50
3.00
2.50
2.00
1.4400
1.4800
1.5200
1.5600
1.6000
Wspó³czynnik za³amania tlenku n
Rys. 11. Zale¿noœæ gêstoœci tlenku od jego wspó³czynnika za³amania dla dolnej warstwy dla opisywanego eksperymentu wagowego. Wyniki metody
wagowej dla danych z grup A, B (kwadraty) na tle
zale¿noœci r(n) wg ró¿nych wzorów z literatury
(pozosta³e symbole)
Gêstoœæ tlenku [g/cm3]
4.90
4.50
4.10
3.70
3.30
2.90
2.50
2.10
5.00
25.00
45.00
65.00
85.00
105.00 125.00
GruboϾ tlenku [nm]
Rys. 12. Zale¿noœæ gêstoœci tlenku od jego gruboœci
dla warstwy SiO2 na pod³o¿u Si n<100>
4.90
3
gêstoœæ
tlenku
[g/cm
] 3]
Gêstoœæ
tlenku
[g/cm
4.55
4.20
3.85
3.15
Data: Data1_ro
Model: Hill
Equation: y=Vmax*x^n/(k^n+x^n)
Weighting:
y
No weighting
2.80
Chi^2/DoF
= 0.0349
R^2 = 0.90715
3.50
Vmax 4.53091
k
1.46268
n
51.81778
2.45
±0.03662
±0
±0
2.10
1.44
1.46
1.48
1.50
1.52
1.54
1.56
1.58
1.60
1.62
Wspó³czynnik
wspó³czynnik
za³amaniaza³amania
tlenku, n tlenku n
Rys. 13. Zale¿noœæ gêstoœci tlenku od jego wspó³czynnika za³amania dla dolnej i górnej warstwy dla
wszystkich dotychczas przeprowadzonych eksperymentów wagowych wraz z lini¹ dla modelu Hilla,
dopasowuj¹c¹ siê do danych o zadanym 95% poziomie ufnoœci
Zale¿noœæ gêstoœci warstwy SiO2 od
wspó³czynnika za³amania dla dolnej warstwy przedstawiono na rys. 11.
O prawid³owoœci przeprowadzonych
badañ mog¹ œwiadczyæ eksperymentalne
punkty pomiarowe tworz¹ce zale¿noœæ
r(tox), które zilustrowano na rys. 12. Jak
widaæ, dla tlenków o gruboœci wiêkszej ni¿
50 nm obserwowana jest zale¿noœæ liniowa gêstoœci od gruboœci tlenku, natomiast
wraz ze zbli¿aniem siê wartoœci gruboœci
warstwy do granicy Si-SiO2 mamy do
czynienia ze znacznym zwiêkszeniem siê
stopnia densyfikacji tlenku. Poni¿ej pewnej
wartoœci gruboœci tlenku (ok. 50 nm) mo¿na
zauwa¿yæ jak zale¿noœæ miêdzy gêstoœci¹
tlenku a jego gruboœci¹ przechodzi w krzyw¹ eksponencjaln¹.
Na podstawie wyników gêstoœci otrzymanych dla warstw ze wszystkich dotychczasowych eksperymentów wagowych
dokonano analizy dopasowywania danych
w celu znalezienia odpowiedniej krzywej
odzwierciedlaj¹cej w³aœciw¹ zale¿noœæ
gêstoœci tlenku od wspó³czynnika za³amania. Najlepsz¹ krzyw¹ dopasowania do danych z eksperymentu wagowego z kilku
zbadanych krzywych (funkcja logarytmiczna z trzema parametrami i przybli¿enie
Langmuira) okaza³a siê funkcja Hilla z trzema zmiennymi parametrami (rys. 13). Dowodem jest to, ¿e R2 jest wiêkszy od 0,9.
Linie przerywane i kropkowane na wykresie przedstawiaj¹ odpowiednio poziomy ufnoœci oraz pasma prognozy wyników (dla poziomu ufnoœci 95%). Poziom
ufnoœci stanowi miarê pewnoœci kszta³tu
dopasowanej krzywej regresji. 95% poziom ufnoœci mówi nam, ¿e istnieje 95%
Zak³ad Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych
13
prawdopodobieñstwa, ¿e linia regresji, wyznaczona w oparciu o zaobserwowane
dane, bêdzie znajdowa³a siê w obrêbie pasm ufnoœci. Natomiast poziom prognozy
przedstawia pomiar pewnego rozproszenia wokó³ wyznaczonej linii regresji (w naszym przypadku liniê tê stanowi przybli¿enie Hilla). Zatem 95% pasmo prognozy
wyznacza obszar, w którym znajduje siê lub bêdzie znajdowaæ co najmniej 95%
mierzonych danych.
Na podstawie przeprowadzonych pomiarów i uzyskanych wyników sformu³owano
nastêpuj¹ce wnioski.
• Zmierzone masy warstw SiO2 i obliczone objêtoœci tych warstw pozwoli³y na wyznaczenie stopnia densyfikacji warstw tlenku na pod³o¿ach krzemowych.
• Nie dla wszystkich p³ytek uda³o siê otrzymaæ metod¹ wagow¹ poprawn¹ zale¿noœæ
gêstoœci tlenku od jego gruboœci.
• Potwierdzono doœæ wyraŸn¹ ró¿nicê miêdzy wyznaczon¹ metod¹ wagow¹ zale¿noœci¹ gêstoœci tlenku od gruboœci tlenku dla p³ytek tox poni¿ej 50 nm a zale¿noœciami r(n) zaczerpniêtymi z literatury.
• Najlepsz¹ krzyw¹ dopasowania do danych z eksperymentu wagowego okaza³a siê
funkcja Hilla z trzema zmiennymi parametrami (rys. 4). Krzywa logarytmiczna
z trzema parametrami, która dawa³a dobre wyniki dopasowania dla poprzednich
eksperymentów, po dodaniu coraz wiêkszej liczby danych nie sprosta³a zadaniu.
• Uzyskany wykres Hilla z trzema parametrami wykazuje nasycenie dla wartoœci
gêstoœci równej ok. 4,53 g/cm3. Otrzymana wartoœæ gêstoœci jest zbli¿ona, choæ
nieco wiêksza od wartoœci jednego z krystalicznych polimorfów dwutlenku krzemu
(styszowitu). W literaturze spotykamy siê z nastêpuj¹cymi wartoœciami gêstoœci
styszowitu: ok. 4,28; 4,29; 4,35 g/cm3. Wydaje siê ¿e d¹¿enie stopnia densyfikacji
do konkretnej maksymalnej wartoœci jest uzasadnione fizycznie.
3.3. Opracowanie nowych metod obliczania charakterystyk sygna³u
elektrycznego w badaniach metodami fotoelektrycznymi
Opracowano kilka nowych metod obliczania ró¿nych parametrów zwi¹zanych
z fotoelektrycznymi badaniami struktur MOS. Szczególnie interesuj¹ce i przydatne
praktycznie s¹ dwie metody.
Metoda obliczania toru wi¹zki œwiat³a wprowadzonej do dielektryka przy
bocznym oœwietleniu struktury MOS
Pomiary fotoelektryczne struktur MOS prowadzono dotychczas wy³¹cznie z wykorzystaniem „pionowego” oœwietlenia badanych struktur MOS. Przy takim systemie oœwietlenia konieczne jest, aby czêœæ strumienia œwiat³a przenika³a przez bramkê
i by³a poch³aniana przez pod³o¿e pó³przewodnikowe. Dlatego pomiary fotoelektryczne struktur MOS prowadzone s¹ najczêœciej na strukturach z pó³przezroczyst¹
bramk¹. W przypadku struktur z bramk¹ krzemow¹ nie ma praktycznie mo¿liwoœci
14
Sprawozdanie z dzia³alnoœci ITE w 2008 r.
takiego wykonania tej bramki, aby by³a ona wystarczaj¹co przezroczysta. Dlatego
podjêto prace nad innymi sposobami wprowadzania œwiat³a pod bramkê struktury
MOS. Pierwszym etapem by³o opracowanie metod obliczania toru strumienia œwiat³a
i mocy œwiat³a wydzielaj¹cej siê w bramce oraz w pod³o¿u przy „bocznym”
oœwietleniu struktury pod ró¿nymi k¹tami.
W rozwi¹zaniu przedstawionym na
Promieñ
Normalna
g³ówny
rys. 14 wi¹zka promieniowania optyczwi¹zki
Bramka
nego jest wprowadzana przez górn¹ (zewpadaj¹cej
Tlenek
nêtrzn¹) powierzchniê warstwy dielektryPromieñ za³amany
ka. W warstwie dielektryka zachodz¹ wielokrotne odbicia (rys. 15).
Dla tego rodzaju oœwietlenia wykonano
Substrat (Si)
obliczenia zmian natê¿enia wi¹zki podœwietlaj¹cej w funkcji k¹ta padania oraz
Rys. 14. Schemat wprowadzania wi¹zki laserowej
liczby odbiæ na granicach warstwy dielekpod bramkê. a - k¹t padania promienia g³ównego
na powierzchniê dielektryka, b - k¹t za³amania pro- tryka pod bramk¹. W tym przypadku wydaje siê, ¿e najkorzystniej jest wprowadziæ
mienia g³ównego w dielektryku.
wi¹zkê pod k¹tem padania na doln¹ powierzchniê warstwy dielektryka wiêkBramka
b
O
B
szym ni¿ 40o. Praktycznie nie jest to mo¿90
liwe, poniewa¿ k¹t padania na górn¹ (wejA
SiO
b
œciow¹) powierzchniê dielektryka by³by
C
D E
bliski 90o, podczas gdy dla uzyskania wySi
normalna
sokiej gêstoœci mocy potrzebna jest wi¹zka
zogniskowana z walcow¹ diakaustyk¹.
Rys. 15. Wprowadzanie wi¹zki pod bramkê w wyG³êbokoœæ wnikania promieniowania pod
niku jej padania na górn¹ powierzchniê tlenku
bramkê dla warunku spadku natê¿enia do
0,01 jest rzêdu pojedynczego mikrometra
Bramka
i to tylko dla jednej polaryzacji (P).
SiO2
Konfiguracja oœwietlenia przedstawiona na rys. 16 wydaje siê bardziej racjonalna z punktu widzenia g³êbokoœci
Si
wnikania promieniowania optycznego
Rys. 16. Wprowadzanie wi¹zki pod bramkê w wy- w warstwê tlenkow¹. Wymaga jednak dokonania prze³omu warstwy tlenku i krzeniku jej padania na boczn¹ powierzchniê tlenku
mu, aby umo¿liwiæ bieg œwiat³a niemal
równoleg³y do powierzchni tlenku. W wyniku kilku zaledwie odbiæ mo¿na uzyskaæ
oœwietlenie ca³ej powierzchni dielektryka pod bramk¹ przy znacz¹cych wartoœciach
natê¿enia wprowadzanego tam promieniowania optycznego.
W celu weryfikacji przedstawionych obliczeñ i ich wykorzystania w praktyce
przyst¹piono do budowy stanowiska pomiarowego, umo¿liwiaj¹cego boczne podo
2
Zak³ad Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych
15
œwietlenia bramki struktury MOS. Schemat stanowiska do pomiaru fotopr¹dów
struktur MOS przedstawiono na rys. 17.
Zwierciadlo
Okular
mikroskopowy
Kierunek i zwroty
zwierciadla
Od lasera
Obiektyw
mikroskopowy
Soczewka
Dioda
Styk iglowy
Plytka Si ze
strukturami MOS
Zwierciadlo
Stolik
Kanal odsysania powietrza
spod plytki Si
Rys. 17. Schemat stanowiska do pomiarów fotopr¹dów przy bocznym podœwietlaniu bramki. Widoczny jest
mikroskop (obiektyw mikroskopowy – zwierciad³o – okular mikroskopowy) s³u¿¹cy do wyboru miejsca naœwietlania na brzegu struktury.
Badany obiekt i czêœæ uk³adu pomiaru fotopr¹dów znajduje siê w ekranowanej od
wp³ywu pól elektromagnetycznych przestrzeni. Widok urz¹dzenia i jego fragmentów
przedstawiono na rys.18 a i b.
Rys. 18 a) Widok ogólny komory zestawu do podœwietlenia bramek struktur MOS, b) umiejscowienie p³ytki
w komorze stanowiska
Analityczne ujêcie stosunku wydajnoœci fotoemisji elektronów z ró¿nie
domieszkowanych pod³o¿y pó³przewodnikowych struktur MOS
Wydajnoœæ fotoemisji elektronów z pó³przewodnika Y zale¿y od jego typu i gêstoœci domieszkowania. Ju¿ w koñcu lat piêædziesi¹tych ubieg³ego wieku zauwa¿ono,
¿e wydajnoœæ fotoemisji elektronów do pró¿ni YP z pó³przewodnika typu P jest
wiêksza ni¿ analogiczna wydajnoœæ fotoemisji YN z pó³przewodnika typu N. Równie¿
16
Sprawozdanie z dzia³alnoœci ITE w 2008 r.
w przypadku fotoemisji wewnêtrznej w strukturach MOS zjawisko to by³o obserwowane, m. in. w naszym laboratorium. Nikt jednak dotychczas nie podj¹³ próby iloœciowego ujêcia tego zjawiska. Próbê tak¹, w postaci odpowiednich wyra¿eñ analitycznych, podjêto w 2008 r. w Zak³adzie.
W tym podrozdziale opisano pokrótce zjawiska fizyczne, które decyduj¹ o zale¿noœci wydajnoœci fotoemisji Y od typu i gêstoœci domieszkowania pod³o¿a pó³przewodnikowego. Scharakteryzowano tak¿e sposób przeprowadzenia analizy iloœciowej badanych zjawisk i podano wyra¿enia matematyczne pozwalaj¹ce obliczaæ
stosunek R wydajnoœci fotoemisji z dwu ró¿nie domieszkowanych pod³o¿y struktur
MOS. Pe³ny opis rozumowania prowadz¹cego do tych wyra¿eñ zawarty jest w czêœci
teoretycznej powstaj¹cego artyku³u. Rozumowanie to opiera siê na powszechnie
akceptowanym pogl¹dzie, ¿e fotoemisja elektronów, której sprawnoœæ okreœla wydajnoœæ fotoemisji Y, jest wynikiem trzech nastêpuj¹cych kolejno procesów, z których ka¿dy ma tak¿e okreœlon¹ sprawnoœæ. S¹ to:
• wzbudzenie elektronów do energii przewy¿szaj¹cych wysokoœæ bariery potencja³u o sprawnoœci G,
• transport wzbudzonych elektronów do powierzchni emitera o sprawnoœci T,
• proces pokonywania bariery przez wzbudzone elektrony, które dotar³y do powierzchni emitera o sprawnoœci B.
Przy odpowiednim doborze sprawnoœci G, T i B wydajnoœæ fotoemisji Y mo¿na
wyraziæ jako ich iloczyn.
(8)
Y = G × T × B.
Rozwa¿aj¹c wydajnoœæ fotoemisji z dwu ró¿nie domieszkowanych pod³o¿y pó³przewodnikowych zak³adamy, ¿e sprawnoœæ wzbudzania G jest jednakowa w obu przypadkach. Ró¿ne wartoœci wydajnoœci Y wynikaj¹ zatem z ró¿nych wartoœci T i B dla
ró¿nie domieszkowanych pod³o¿y.
Stosunek R wydajnoœci YP fotoemisji z pod³o¿a typu P do wydajnoœci YN fotoemisji
z pod³o¿a typu N dany jest wiêc przez:
R = RT × RB ,
(9)
gdzie:
B
TP
(10)
, RB = P .
BN
TN
Indeksy P i N odnosz¹ siê do poszczególnych funkcji okreœlonych dla pod³o¿y typu P
i N.
Rysunek 19 pokazuje jak ró¿ne jest wygiêcie pasm energetycznych przy powierzchni
pod³o¿a krzemowego struktury MOS w przypadku, gdy pod³o¿e to jest typu P+(NA =
= 2×1018 cm–3) i w przypadku, gdy pod³o¿e jest typu N+(ND = 2×1018 cm–3), a potencja³
bramki jest w obu przypadkach dodatni. Wartoœæ efektywnej kontaktowej ró¿nicy
potencja³ów jest ró¿na w obu przypadkach i wynosi dla pod³o¿a P+ fMS(P) = –0,96 V,
a dla pod³o¿a N+ fMS(N) = 0,03 V. Potencja³ bramki w obu przypadkach VG = 9 V.
RT =
Zak³ad Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych
a)
EC
b)
1.2
EC
EF
fF= - 0.496 V
1.0
fF=0.496 V
EF
fS=0.518 V
0
10
20
30
x [nm]
0.8
fN [V]
Ei
fP [V]
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
-0.2
-0.4
-0.6
17
0.6
Ei
0.4
EV
fS=0.078 V
0.2
0.0
40
EV
0
10
20
30
40
x [nm]
Rys. 19. Wygiêcie pasm energetycznych w pod³o¿ach P+ i N+. Gêstoœæ domieszkowania NA = ND = 2×1018 cm–3,
gruboœæ warstwy SiO2 w strukturach Al-SiO2-Si tox = 60 nm, gêstoœæ ³adunku efektywnego w warstwie SiO2
Qeff/q = 2×1011 cm–2
D¹¿¹c do okreœlenia funkcji analitycznej, która pozwoli iloœciowo okreœliæ stosunek RT wg wzoru (10), nale¿y najpierw klasycznymi metodami numerycznymi obliczyæ rozk³ad potencja³ów f w funkcji odleg³oœci od powierzchni pó³przewodnika x
zarówno dla pod³o¿a typu P(fP(x)), jak i dla pod³o¿a typu N(fN(x)). Okreœlone w ten
sposób rozk³ady mo¿na bardzo dok³adnie przybli¿yæ funkcjami analitycznymi fP(x)
i fN(x), które nastêpnie umo¿liwiaj¹ okreœlenie rozk³adu pola elektrycznego F(x) dla
obu typów pod³o¿y jako:
df
(11)
F( x ) = - .
dx
Na rys. 20 pokazano obliczone w ten sposób rozk³ady pól elektrycznych FP(x)
i FN(x) dla tych samych struktur MOS, które okreœla rys. 19. Zaznaczono tak¿e
rozk³ad intensywnoœci strumienia œwiat³a
6x10
w funkcji odleg³oœci x od powierzchni
xesc=3 nm
5x10
pó³przewodnika oraz g³êbokoœæ ucieczki
4x10
F (x), P-Type, (depletion)
(escape depth) wzbudzonych elektronów
3x10
xesc, zak³adaj¹c arbitralnie, ¿e w tym
przypadku xesc = 3 nm. Œrednia wartoœæ
2x10
pola elektrycznego w obszarze od x = 0 do
1x10
i(x), (light penetration)
x = xesc, które to pole przyspiesza foto0
F (x), N-type, (accumulation)
elektrony ku powierzchni krzemu, jest
+
0.0
2.0x10 4.0x10 6.0x10 8.0x10 1.0x10
znacznie wiêksza w przypadku pod³o¿a P
x [cm]
+
ni¿ w przypadku pod³o¿a N . Fakt ten jest
powodem, dla którego sprawnoœæ trans- Rys. 20. Rozk³ady pól elektrycznych FP(x) i FN(x)
obliczone dla struktur MOS, dla których rozk³ad
portu T jest wiêksza w przypadku pod³o¿a potencja³ów pokazano na rys. 19.
+
+
krzemowego P ni¿ pod³o¿a N .
Uwzglêdniaj¹c wszystkie rozk³ady i wartoœci parametrów, których znaczenie wyjaœnia rys. 20, mo¿na wykazaæ, ¿e wartoœæ stosunku RT wyra¿a siê jako:
5
F(x) [V/cm], i(x) [a.u.]
5
5
P
5
5
5
N
-7
-7
-7
-7
-6
18
Sprawozdanie z dzia³alnoœci ITE w 2008 r.
x esc
RT =
TP
=
TN
òF
P
( x )e - ax dx
0
x esc
òF
(12)
,
N
( x )e
- ax
dx
0
gdzie a jest wspó³czynnikiem absorpcji
optycznej pod³o¿a krzemowego (za³o¿ono, ¿e a ma tak¹ sam¹ wartoœæ dla pod³o¿a
P+ jak dla pod³o¿a N+). Wzór (12) pozwala
E
EC okreœliæ wartoœæ RT, jeœli znane s¹ rozk³ady
pól FP(x) i FN(x), wartoœæ a i wartoœæ xesc.
Analizuj¹c sprawnoœæ pokonywania
E
bariery
okreœlon¹ przez funkcje BP i BN,
EV
mo¿na zauwa¿yæ, ¿e elektrony wzbudzoDE B
DE
ne w warstwie pod³o¿a, w odleg³oœci x od
0
10
20
30
40
jego powierzchni, musz¹ pokonaæ barierê
xx
x [nm]
EB, która jest ni¿sza o DEB(x) od bariery,
Rys. 21. Uk³ad pasm energetycznych w pobli¿u pojak¹
musz¹ pokonaæ elektrony wzbudzone
wierzchni granicznej dielektryk-pó³przewodnik
przy powierzchni pod³o¿a (rys. 21).
Na podstawie analizy rozk³adów i wartoœci parametrów, których znaczenie
ilustruj¹ rys. 19 i 21, mo¿na wykazaæ, ¿e wartoœæ stosunku RB wyra¿a siê jako:
Dielectric
Dielektryk
Semiconductor
Pó³przewodnik
C
V
B
x [nm]
x esc
B
RB = P =
BN
ò [hv - E
BP
+ kV I1 / 2 + DE BP ( x )]3 e - ax dx
BN
+ kV
0
x esc
ò [hv - E
(13)
.
1/ 2
I
+ DE BN ( x )] e
3
- ax
dx
0
Znaj¹c wartoœæ stosunków RT i RB, mo¿na ze wzoru (9) obliczyæ wartoœæ stosunku R.
Wartoœci RT, RB i R obliczone dla struktur, których uk³ady pasm energetycznych
i rozk³ady pól elektrycznych przedstawiono na rys. 19 i 20, podano w tab. 1 w funkcji
potencja³u VG' przy za³o¿eniu xesc = 3 nm.
Tabela 1. Wyniki obliczeñ stosunku R w funkcji potencja³u VG'
VG' [V]
2,5
5
7,5
10
12,5
15
RT
1,4152
1,7498
2,0192
2,2469
2,4510
2,5700
RB
1,1021
1,0937
1,1019
1,1153
1,1311
1,1434
R
1,5596
1,9138
2,2250
2,5060
2,7723
2,9385
Potencja³VG' jest to potencja³ bramki VG, skorygowany o wartoœæ zerowego spadku
napiêcia na dielektryku VGO, która jest inna dla pod³o¿a typu P(VGOP) ni¿ dla pod³o¿a
Zak³ad Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych
19
typu N(VGON). Zatem dla pod³o¿a typu P
4.5
x =5 nm
VG' = VG - VGOP , a dla pod³o¿a typu N
4.0
4
VG' = VG - VGON .
3.5
3
Z równ. (12) i (13) wynika, ¿e stosunek
3.0
R jest funkcj¹ g³êbokoœci ucieczki xesc.
2.5
2
Wartoœæ xesc jest najczêœciej nieznana a
2.0
1
priori, dlatego zale¿noœci R od potencja³u
1.5
0.5
'
0.2
VG obliczono dla kilku wartoœci xesc. Wy1.0
2
4
6
8 10 12 14 16 18
niki tych obliczeñ dla struktur, których doVG' [V] V ’
tycz¹ rys. 19 i 20, przedstawiono na rys. 22. Rys. 22. Zale¿noœæ wspó³czynnika R od potencja³uVG'
Charakterystyki analogiczne do pokazanych na tym rysunku mo¿na obliczyæ dla dowolnych struktur MOS badanych eksperymentalnie. Porównanie zmierzonych wartoœci R z takimi charakterystykami
pozwala na okreœlenie wartoœci xesc charakterystycznej dla badanych struktur.
R
R
esc
G
Publikacje’2008
[P1] BOROWICZ P., NICKEL B.: The Joined Action of Triplet-Triplet Annihilation and First Order Decay of Molecules in the T1 State in the Case of Non-Dominant First Order Process. Part 1. The Kinetic
Model in the Case of Spatially Homogeneous Excitation. Opto-Electron. Rev. (w druku).
[P2] BOROWICZ P., NICKEL B.: The Joined Action of Triplet-Triplet Annihilation and First Order Decay of Molecules in the T1 State in the Case of Non-Dominant First Order Process. Part 2. The Kinetic
Model in the Case of Spatially Homogeneous Excitation. Opto-Electron. Rev. (w druku).
[P3] BOROWICZ P., NICKEL B.: The Joined Action of Triplet-Triplet Annihilation and First Order Decay of Molecules in the T1 State in the Case of Non-Dominant First Order Process. Part 1. The Kinetic
Model in the Case of Spatially Homogeneous Excitation. J. Phys. Chem. C (w druku).
[P4] BOROWICZ L., RZODKIEWICZ W., BOROWICZ P., KULIK M.: Badania w³aœciwoœci fizycznych
warstwy SiO2 pod bramk¹ aluminiow¹. Elektronika 2008 nr 11 s. 29–32.
[P5] BOROWICZ L., RZODKIEWICZ W., BOROWICZ P., KULIK M.: Badania w³aœciwoœci fizycznych
warstwy SiO2 pod bramk¹ aluminiow¹. Mat. konf. VII Kraj. Konf. Elektroniki (KKE2008). Dar³ówko,
2–4.06.2008, s. 13–18.
[P6] BORYSIEWICZ M., KAMIÑSKA E., PIOTROWSKA A., KWIETNIEWSKI N., PASTERNAK I., KRUSZKA R.,
GUZIEWICZ M., RZODKIEWICZ W., DI FORTE-POISSON M.-A., DELAGE S., LAHRECHE H.,
DYNOWSKA E.: Surface Passivation of AlGaN/GaN Heterostructures Using ZnO-Based Dielectrics
and Its Application to HEMTs. Proc. of the 17th Int. Conf. on Microwaves, Radar and Wireless Communications MIKON 2008 (MIKON08). Wroc³aw, 19–21.05.2008, vol. 3.
[P7] CZAJKA B., WACHOWSKI L., PIETROWSKI M., £APIÑSKI A., RZODKIEWICZ W.: Surface Modification of Iron Power as a Component of High Caloric Mixture. Int. J. Energetic Mater. 2008 vol. 5 nr
3–4 s. 87–102.
[P8] GUTT T.: Characterization of MOS Structures with Multilayer High-k Insulator. Elektronika 2008
nr 1 s. 56–58.
20
Sprawozdanie z dzia³alnoœci ITE w 2008 r.
[P9] GUTT T.: Correlation of Interface Trap Characteristics in SiC:SiO2 with the Equivalent Circuit Parameters of a MOS Capacitor. Proc. of the 31st Int. Convention MIPRO - Conf. on Micro-Electronics,
Electronics, and Electronic Technologies (MEET). Opatija, Chorwacja, 26–30.05.2008 (w druku).
[P10] GUTT T., PRZEW£OCKI H. M.: Wp³yw warunków utleniania termicznego i wygrzewania
pometalizacyjnego na wystêpowanie pu³apek brzegowych w SiC:SiO2. Mat. konf. VII Kraj. Konf.
Elektroniki (KKE2008). Dar³ówko, 2–4.06.2008, s. 117–122.
[P11] GUTT T., PRZEW£OCKI H. M.: Wp³yw warunków utleniania termicznego i wygrzewania
pometalizacyjnego na wystêpowanie pu³apek brzegowych w SiC:SiO2. Materia³y specjalnej sesji
konferencyjnej poœwiêconej Projektowi Badawczemu Zamawianemu PBZ-MEiN-6/2/2006 "Nowe
technologie na bazie wêglika krzemu i ich zastosowania w elektronice wielkich czêstotliwoœci,
du¿ych mocy i wysokich temperatur". VI Kraj. Konf. Elektroniki (KKE2008). Warszawa, 2008,
s. 121–126.
[P12] KRZY¯ANOWSKA H., KULIK M., ¯UK J., RZODKIEWICZ W., KOBZEV A. P., SKORUPA W.: Optical Investigations of Germanium Nanoclusters-Rich SiO2 Layers Produced by Ion Beam Synthesis.
J. of Non-Crystalline Sol. (w druku).
[P13] KRZY¯ANOWSKA H., ¯UK J., FELIKS J., KULIK M., RZODKIEWICZ W.: Optical Constants for
Low Ion Fluence Implanted GaAs Determined by Differential Reflectance and Spectroscopic
Ellipsometry. Vacuum (w druku).
[P14] KULIK M., RZODKIEWICZ W., ¯UK J., KRZY¯ANOWSKA H., KOBZEV A. P., SKORUPA W.: Dielectric Function of Doubly Implanted Ge+-Implanted and Annealed SiO2 Layers. Vacuum (w druku).
[P15] KULIK M., RZODKIEWICZ W., ¯UK J., M¥CZKA M.: Optical Parameters Changes of In+-Implanted and Annealed GaAs: Spectroscopic Ellipsometry Study. Vacuum (w druku).
[P16] KULIK M., ¯UK J., RZODKIEWICZ W., PYSZNIAK K., DRODZIEL A., TUREK W., PRUCNAL S.,
SOCHACKI M., SZMIDT J.: Badania optyczne politypów 6H-SiC oraz 15R-SiC poddanych wielokrotnej
implantacji jonami glinu w podwy¿szonej temperaturze. Elektronika 2008 nr 7–8 s. 15–18.
[P17] PISKORSKI K.: Photoelectric Methods to Determine Distributions of Parameter Values Over the
Gate Area of MOS Devices. Proc. of the 38th Europ. Solid State Device Research Conf. ESSDERC and
34th Europ. Solid State Circuits Conf. ESSCIRC. Edynburg, Wielka Brytania, 15–19.09.2008. IEEE,
2008, s. 23–25 CD-ROM.
[P18] PISKORSKI K., PRZEW£OCKI H. M.: Badanie rozk³adów przestrzennych napiêcia wyprostowanych pasm w pó³przewodniku UFB w strukturach MOS. Elektronika 2008 nr 11 s. 32–35.
[P19] PISKORSKI K., PRZEW£OCKI H. M.: Opracowanie fotoelektrycznej metody LPT pomiaru
napiêcia wyprostowanych pasm UFB w pó³przewodniku. Elektronika 2008 nr 1 s. 59–63.
[P20] PISKORSKI K., PRZEW£OCKI H. M.: Distribution of Local Values of Flat-Band Voltage in
Al-SiO2-Si Structures. Proc. of the 31st Int. Convention MIPRO - Conf. on Micro-Electronics,
Electronics, and Electronic Technologies (MEET). Opatija, Chorwacja, 26–30.05.2008, IEEE, 2008, s. 51–55.
[P21] PISKORSKI K., PRZEW£OCKI H. M.: Badanie rozk³adów przestrzennych napiêcia wyprostowanych pasm w pó³przewodniku UFB w strukturach MOS. Mat. konf. VII Kraj. Konf. Elektroniki
(KKE2008). Dar³ówko, 2–4.06.2008, s. 19–24.
[P22] PISKORSKI K., PRZEW£OCKI H. M.: Investigation of Flat-Band Voltage Distributions Over the
Gate Area of AlSiO2-Si Structures. phys. stat. sol. A (w druku).
[P23] RZODKIEWICZ W., BOROWICZ L., BOROWICZ P., GUZIEWICZ M., KULIK M.: Studies of Physical Properties of MIS Structures with Aluminium Gate. J. Optics A: Pure a. Appl. Optics (w druku).
Zak³ad Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych
21
[P24] RZODKIEWICZ W., KULIK M.: Spectroscopic Ellipsometry Studies of Optical Parameters
Changes of Indium-Implanted and Annealed GaAs Substrates. Proc. of the 16th Woollam Ellipsometry
Sem. (WES_16). Darmstadt, Niemcy, 23–24.10.2008 (w druku).
[P25] YASTRUBCHAK O., DOMAGA£A J., SADOWSKI J., KULIK M., ¯UK J., RZODKIEWICZ W.,
SZYMCZAK R., WOSIÑSKI T.: Modification of the Magnetic, Structural and Optical Properties of (Ga,
Mn) as Epitaxial Films by Ion Implantation. Vacuum (w druku).
Konferencje’2008
[K1] BARAÑSKA A., PAPIS E., SZERLING A., KARBOWNIK P., WÓJCIK-JEDLIÑSKA A., KOSIEL K.,
KUBACKA-TRACZYK J., BUGAJSKI M., RZODKIEWICZ W., WAWRO A., SZADE J.: Complementary
Study pf (100) GaAs Surface Ion Etching Treatment for Application in Quantum Cascade Lasers.
Semiconductor Laser Workshop (SELAWO08). Kazimierz Dolny, 1–2.12.2008 (kom.).
[K2] BOROWICZ L., RZODKIEWICZ W., BOROWICZ P., KULIK M.: Badania w³aœciwoœci fizycznych
warstwy SiO2 pod bramk¹ aluminiow¹. VII Kraj. Konf. Elektroniki (KKE2008). Dar³ówko,
2–4.06.2008 (plakat).
[K3] BORYSIEWICZ M., KAMIÑSKA E., PIOTROWSKA A., KWIETNIEWSKI N., PASTERNAK I.,
KRUSZKA R., GUZIEWICZ M., RZODKIEWICZ W., DI FORTE-POISSON M.-A., DELAGE S., LAHRECHE H.,
DYNOWSKA E.: Surface Passivation of AlGaN/GaN Heterostructures Using ZnO-Based Dielectrics
and Its Application to HEMTs. 17th Int. Conf. on Microwaves, Radar and Wireless Communications
MIKON 2008 (MIKON08). Wroc³aw, 19–21.05.2008 (ref. zapr.).
[K4] CZAJKA B., LECH D., £APIÑSKI A., PIETROWSKI M., WACHOWSKI L., RZODKIEWICZ W.:
Metody badania warstw powierzchniowych proszków ¿elaza stosowanych w mieszaninach wysokoenergetycznych. V Miêdzyn. Konf. Nauk. IPOEX 2008 (IPOEX08). Ustroñ-Jaszowiec, 10–12.06.2008
(ref.).
[K5] CZAJKA B., WACHOWSKI L., PIETROWSKI M., £APIÑSKI A., RZODKIEWICZ W.: Zastosowanie
metod spektroskopowych do badania ¿elaza o wysokim stopniu zdyspergowania jako sk³adnika
mieszaniny wysokoenergetycznej. Ogólnopol. Symp. "Nauka i przemys³ – metody spektroskopowe
w praktyce" (OSNPMSP). Lublin, 18–20.06.2008 (ref.).
[K6] GUTT T.: Correlation of Interface Trap Characteristics in SiC:SiO2 with the Equivalent Circuit Parameters of a MOS Capacitor. 31st Int. Convention MIPRO - Conf. on Micro-Electronics, Electronics,
and Electronic Technologies (MEET). Opatija, Chorwacja, 26–30.05.2008 (ref.).
[K7] GUTT T., PRZEW£OCKI H. M.: Wp³yw warunków utleniania termicznego i wygrzewania pometalizacyjnego na wystêpowanie pu³apek brzegowych w SiC:SiO2. VII Kraj. Konf. Elektroniki (KKE2008).
Dar³ówko, 2–4.06.2008 (ref. zapr.).
[K8] KARBOWNIK P., BARAÑSKA A., SZERLING A., PAPIS E., WÓJCIK-JEDLIÑSKA A., KOSIEL K.,
KUBACKA-TRACZYK J., BUGAJSKI M., RZODKIEWICZ W., WAWRO A., SZADE J.: Improvement of
n-Type Ohmic Contact Resistance for GaAs/AlGaAs Quantum Cascade Lasers by Optimisation of
Surface Pretreatment. Semiconductor Laser Workshop (SELAWO08). Kazimierz Dolny, 1–2.12.2008
(kom.).
[K9] KRZY¯ANOWSKA H., KULIK M., ¯UK J., RZODKIEWICZ W., KOBZEV A. P., SKORUPA W.:
Optical Investigations of Germanium Nanoclusters-Rich SiO2 Layers Produced by Ion Beam Synthesis. 5th
Int. Conf. on Functional and Nanostructured Materials (ICFNM5). Lwów, Ukraina, 31.08–6.09.2008 (ref.).
[K10] KRZY¯ANOWSKA H., ¯UK J., FELIKS J., KULIK M., RZODKIEWICZ W.: Optical Constants for
Low Ion Fluence Implanted GaAs Determined by Differential Reflectance and Spectroscopic
22
Sprawozdanie z dzia³alnoœci ITE w 2008 r.
Ellipsometry. VII Int. Conf. on ION Implantation and Other Applications of IONS and Electrons
(ICION08). Kazimierz Dolny, 16–19.06.2008 (plakat).
[K11] KULIK M., RZODKIEWICZ W., ¯UK J., KRZY¯ANOWSKA H., KOBZEV A. P., SKORUPA W.: Dielectric Function of Doubly Implanted Ge+-Implanted and Annealed SiO2 Layers. VII Int. Conf. on
ION Implantation and Other Applications of IONS and Electrons (ICION08). Kazimierz Dolny,
16–19.06.2008 (ref.).
[K12] KULIK M., RZODKIEWICZ W., ¯UK J., M¥CZKA M.: Optical Parameters Changes of In+-Implanted and Annealed GaAs: Spectroscopic Ellipsometry Study. VII Int. Conf. on ION Implantation
and Other Applications of IONS and Electrons (ICION08). Kazimierz Dolny, 16–19.06.2008 (plakat).
[K13] KULIK M., ¯UK J., KRZY¯ANOWSKA H., KOBZEV A. P., SKORUPA W., RZODKIEWICZ W.:
Ellipsometric and RBS Studies of Germanium Nanoclusters-Rich SiO2 Layers Produced by Ion Beam
Synthesis. Int. Conf. on Radiation Interaction with Material and Its Use in Technologies 2008
(ICRIMUT08). Kowno, Litwa, 24–27.09.2008 (ref.).
[K14] KWIETNIEWSKI N., GO£ASZEWSKA K., PIOTROWSKI T. T., RZODKIEWICZ W., GUTT T.,
SOCHACKI M., SZMIDT J., PIOTROWSKA A.: Oxidation Process of SiC by RTP Technique. 7th Europ.
Conf. on Silicon Carbide and Related Materials (ECSCRM7). Barcelona, Hiszpania, 7–11.09.2008
(plakat).
[K15] PASTERNAK I., KAMIÑSKA E., PIOTROWSKA A., BORYSIEWICZ M., PRZEDZIECKA E.,
DYNOWSKA E., £USAKOWSKA E., KOWALCZYK E., RZODKIEWICZ W.: High Quality Sputter-Deposited Undoped ZnO Films for Sensors and Electronic Devices. XXXVII Int. School on the Physics of
Semiconducting Compounds (ISPSC-37). Jaszowiec, 7–13.06.2008 (plakat).
[K16] PISKORSKI K.: Photoelectric Methods to Determine Distributions of Parameter Values over the
Gate Area of MOS Devices. 38th Europ. Solid State Device Research Conf. ESSDERC and 34th Europ.
Solid State Circuits Conf. ESSCIRC. Edynburg, Wielka Brytania, 15–19.09.2008 (plakat).
[K17] PISKORSKI K., PRZEW£OCKI H. M.: Distribution of Local Values of Flat-Band Voltage in
Al-SiO2-Si Structures. 31st Int. Convention MIPRO - Conf. on Micro-Electronics, Electronics, and
Electronic Technologies (MEET). Opatija, Chorwacja, 26–30.05.2008 (ref.).
[K18] PISKORSKI K., PRZEW£OCKI H. M.: Badanie rozk³adów przestrzennych napiêcia wyprostowanych pasm w pó³przewodniku UFB w strukturach MOS. VII Kraj. Konf. Elektroniki (KKE2008).
Dar³ówko, 2–4.06.2008 (plakat).
[K19] PISKORSKI K., PRZEW£OCKI H. M.: Investigation of Flat-Band Voltage Distributions Over the
Gate Area of AlSiO2-Si Structures. EMRS Fall Meet. (EMRS08F). Warszawa, 15–19.09.2008 (plakat).
[K20] PRZEW£OCKI H. M.: Nanoelektronika oparta na krzemie – ograniczenia i sposoby ich przezwyciê¿ania. 652 Pos. Polskiego Towarzystwa Fizycznego (PPTF652). Lublin, 10–10.04.2008 (ref. zapr.).
[K21] PRZEW£OCKI H. M., GUTT T.: Opracowanie metod charakteryzacji parametrów pod³o¿y i ich
powierzchni granicznych z innymi materia³ami oraz ich wykorzystanie do badañ struktur realizowanych w PBZ. Sem. spr.-odb. I etapu realizacji PBZ-MeiN 6/2/2008 (SSO_08). Warszawa, 5.03.2008
(ref. zapr.).
[K22] PRZEW£OCKI H. M., GUTT T., MA£ACHOWSKI T., KWIETNIEWSKI N., BAKOWSKI M.:
Opracowanie metod charakteryzacji parametrów pod³o¿y i ich powierzchni granicznych z innymi
materia³ami oraz ich wykorzystanie do badañ struktur realizowanych w PBZ. Sem. spr.-odb. II etapu
realizacji PBZ-MeiN 6/2/2006 (SSOPBZ). Warszawa, 3.11.2008 (ref. zapr.).
[K23] RZODKIEWICZ W., BOROWICZ L., BOROWICZ P., GUZIEWICZ M., KULIK M.: Studies of Physical Properties of MIS Structures with Aluminium Gate. Photon 2008 (PHOTON2008). Edynburg,
Wielka Brytania, 25–29.08.2008 (ref.).
Zak³ad Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych
23
[K24] RZODKIEWICZ W., KULIK M.: Spectroscopic Ellipsometry Studies of Optical Parameters
Changes of Indium-Implanted and Annealed GaAs Substrates. 16th Woollam Ellipsometry Sem.
(WES_16). Darmstadt, Niemcy, 23–24.10.2008 (ref.).
[K25] YASTRUBCHAK O., DOMAGA£A J., SADOWSKI J., KULIK M., ¯UK J., RZODKIEWICZ W.,
SZYMCZAK R., WOSIÑSKI T.: Influence of Ion Implantation on Magnetic, Structural and Optical Properties of (Ga, Mn) as Epitaxial Films. XXXVII Int. School on the Physics of Semiconducting Compounds (ISPSC-37). Jaszowiec, 7–13.06.2008 (kom.).
[K26] YASTRUBCHAK O., DOMAGA£A J., SADOWSKI J., KULIK M., ¯UK J., RZODKIEWICZ W.,
SZYMCZAK R., WOSIÑSKI T.: Modification of the Magnetic, Structural and Optical Properties of (Ga,
Mn) as Epitaxial Films by Ion Implantation. VII Int. Conf. on ION Implantation and Other Applications
of IONS and Electrons (ICION08). Kazimierz Dolny, 16–19.06.2008 (plakat).
[K27] ¯UK K., KRZY¯ANOWSKA H., KULIK M., CLOUTER M., RZODKIEWICZ W.: On the Use of Surface Brillouin Scattering and Ellipsometry for Elastic Characterization of Ion Implanted Materials.
Winter School on Wave and Quantum Acoustics (WSWQA08). Wis³a, 25–29.02.2008 (ref.).
[K28] ¯UK J., KRZY¯ANOWSKA H., KULIK M., CLOUTER M., RZODKIEWICZ W.: Elastic Characterization of Ion Implanted Layers by Brillouin Scattering from Surface Acoustic Waves. 16th Int. Conf. on
Ion Beam Modification of Materials ( IBMM 08). Drezno, Niemcy, 31.08–5.09.2008 (plakat).