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HL: Halbleiterphysik

HL 45: Grenz- und Oberfl
ächen

HL 45.4: Talk

Friday, March 15, 2002, 12:45–13:00, H17

Detektion von Grenzflächen- und Oxidzuständen in der Si-SiO₂-Übergangsregion mittels Kapazitäts-Transientenspektroskopie — •Reinhard Beyer — Technische Universität Dresden, Institut für Tieftemperaturphysik, Lehrstuhl Halbleiterphysik, D-01062 Dresden

Die Kenntnis der räumlichen und energetischen Verteilung von Ladungszuständen, welche an der Si-SiO₂-Grenzfläche bzw. in der Halbleiter-Isolator-Interregion lokalisiert sind, ist entscheidend für die Entwicklung und Funktionalität mesoskopischer Strukturen und ultra-skalierter Bauelemente im Rahmen der Si-Technologie. Eine eindeutige Rekonstruktion der Verteilungsprofile aus experimentellen Daten (Admittanz, CP, CV, DLTS) ist schwierig und stützt sich auf zahlreiche, einschränkende Annahmen.

In diesem Beitrag wird die Anwendung der Kapazitäts-Transientenspektroskopie (DLTS) zur Untersuchung des Speicher- und Umladeverhaltens grenzflächennaher Oxidzustände behandelt. Ausgehend von einer kritischen Bewertung der konventionell verbreiteten Klassifikation („langsame“ und „schnelle“ Traps) werden die relevanten Zustände und Defektgruppen beschrieben und experimentelle Ansätze zu ihrer selektiven Umladung auf der Basis einer systematischen Variation der Besetzungs- und Detektionsparameter dargestellt. Der Zusammenhang zwischen der Relaxationszeitkonstanten der Oxidzustände und der räumlichen Informationstiefe der Transientenspektroskopie wird für verschiedene Umlademechanismen (trap-to-trap, trap-to-band) verdeutlicht. Exemplarisch werden Messungen an MOS-Strukturen mit thermischem SiO₂ sowie mit Ge-implantierten Oxidschichten vorgestellt.