Etude des comportements en champ et en température des défauts induits par effet tunnel Fowler-Nordheim dans des oxydes de grille minces et ultra-minces de capacités MOS au silicium

Study of the behaviour with electrical field and temperature of defects induced by fowler-nordheim tunneling effect into thin and ultrathion gate oxides of silicon mos capacitors

• Auteur / Autrice : Abdelillah El Hdiy
• Direction : Guy Salace
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Milieux denses et matériaux
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effet tunnel

Semiconducteurs -- Défauts

Résumé

L'objectif de ce travail consistait à contribuer d'une part à l'étude du mécanisme de création des défauts dans des oxydes de grille minces et ultra-minces et à l'interface Si/SiO2 des structures MOS (métal-oxyde-semiconducteur) et d'autre part, à l'étude des comportements de ces défauts suivant la variation du champ électrique en régime Fowler-Nordheim et de la température. Pour cela, deux technologies différentes (LIR04 et CAPMUL) ont subi des injections homogènes d'électrons à partir de la grille à forts champs électriques et à différentes températures (de 77 a 400 K). Il a été trouvé que le mécanisme de génération (ionisation par impact bande à bande, création et ionisation de pièges neutres,. . . ), la nature électrique (défauts d'oxyde positifs et/ou négatifs), la nature "chimique" (trous piégés, centres E', état lents,. . . ) et le comportement thermique (activation ou non activation thermique du mécanisme de génération) peuvent dépendre de la technologie étudiée. Dans les échantillons LIR04, la charge positive a été générée par ionisation par impact et les états d'interface ont été créés directement par les électrons chauds, et par un processus de conversion de trous lors d'un réchauffement. Dans les échantillons CAPMUL, les charges négatives ont été créées par capture d'électrons dans des pièges existants ou nouvellement créés, les charges positives ont été formées par ionisation par impact de pièges neutres. Quant à la création des états d'interface, elle suggère deux mécanismes : cassure de liaisons Si-H (loi exponentielle) et de liaisons Si-Si et Si-O distordues (loi linéaire). Dans cette étude, des modèles ont été suggérés pour l'explication de la génération des états d'interface et des défauts d'oxyde pour les deux technologies.