Способ оценки максимальных размеров пор диэлектрических пленок на полупроводниках электронной проводимости

 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для контроля пористости диэлектрических покрытий и может быть использовано в электронной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение достоверности за счет обеспечения избирательного контроля размера пор максимального диаметра. Способ заключается в подаче на систему электроники пористый диэлектрик - полупроводник электронной проводимости отрицательного линейно изменяющегося напряжения до образования в системе электрических осцилляции, по длительности периода которых судят о площади пор максимального размера в диэлектрике. Способ является специфичным для полупроводников электронной проводимости. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) iJ!1 (у) G 01 N 15/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

11РИ ГКНТ СССР (21) 4351157/31-25 (22) 28.12,87 (46) 07.05.90. Бюл,М 17 (71) Харьковский авиационный институт им. Н.Е.Жуковского (72) В,Г.Грицай и Н.Е.Лещенко (53) 539.215.4(088.8) (5б) Вигдорович В.Н, и др. Электролитический метод обнаружения макродефектов окисных пленок на металлах и полупроводниках. — Заводская лаборатория, 1979, Р 10, с.910-912.

Кролевец Н.M. и др. Повьппение эффективности пузырькового метода исследования пористости 810». — Полупроводниковая техника и микроэлектроника.—

Киев: Наукова думка, 1974, 9 14, с.79, Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для контроля пористости диэлектрических покрытий и может быть использовано в электронной и других отраслях промьппленности.

Целью изобретения является повьппение достоверности за счет обеспечения избирательного контроля размера пор максимального диаметра.

2 (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ МАКСИМАЛЬНЫХ РАЗМ&

РОВ ПОР ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНОК НА

ПОЛУПРОВОДНИКАХ ЭЛЕКТРОННОЙ ПРОВОДИМОСТИ (57) Изобретение относится к измери- . тельной технике, предназначено для контроля пористости диэлектрических покрытий и может быть использовано в электронной и других отраслях промьпп" леннссти. Цель изобретения — повьппение достоверности за счет обеспечения избирательного контроля размера пор максимального диаметра. Способ заключается в подаче на систему электролит — пористый диэлектрик — полупро" водник электронной проводимости отри, линейно изменяющегося напряжения до образования в системе электрических осцилляций, по длительности периода которых судят о площади пор максимального размера в диэлектрике. Способ является пецифичным для полупроводников электронной проводимости, 1 ил.

На чертеже приведена полная эквивалентная схема системы электролит пористый диэлектрик — полупроводник электронной проводимости.

На чертеже обозначено: R — сопротивление внешней цепи; g — сопротивле= ние стадии разряда; R — диффузионное

1 сопротивление; К вЂ” туннельное сопротивление пленки диэлектрика на дне

1562785

BU/U--(0,01; (6) г (8) Я „А.Т, (1) (2) где А — коэффициент порпорциональности, определяемый на эталонньix пленках с заданным размером пор.

Для определения размера поры максимального диаметра в пределах электролитического контакта необходимо устанавливать напряжение смещения с помощью линейно выражающегося катодного смещения, при котором возникает осцилляция тока. В этом случае электролит "затянут только в пору наибольшего диаметра, . Способ специфичен для полупроводни ков электронной проводимости, так как в отличие от полупроводников дырочной проводимости полупроводник на границе с окислом обогащается основными носителями и внешнее напряжение оказывается приложенным к двойному

35 слою.

Формула (43 ж = дд/С

Заряд Дд связан с площадью S

P :g 8 ß ! (5)

5Î где  — коэффициент пропорциональности.

Период импульсов осцилляции при 55 неизменной постоянной времени заряда еМКосТН С вв . 2 = (R + Rg) С В опреде» поры С " — емкость двойного слоя дв электролита на дне поры; С „в — емкость двойного слоя электролита на границе с беспористым диэлектриком;

R — добавочное сопротивление диэлектP рика на дне поры, обусловленное хвос-. том плотности локализованных состояний; К вЂ” ключ, включающий сопротивление R ; С вЂ” емкость беспористого

pý диэлектрика; С вЂ” емкость диэлектрика на дне поры.

Так как площадь поры S> намного меньше площади электролитйческого контакта, то можно записать

С„", (<с,; (c g-, С«С Л)

После включ ения катодного смещения происходит накопление ионов водорода на границе раздела диэлектрик — электролит и вызванный этим изгиб зон полупроводника электронной проводимости вниз до тех пор, пока зона проводимос,ти полупроводника не совместится с хвостом плотности локализованных состояний диэлектрика, чему соответствует замыкание ключа К. В результате. возросшей проводимости в электролит дополнительно инжектируегся заряд дд, . электроны нейтрализуют положительный заряд ионов водорода в двойнослойной области и, как следствие, потенциал

- электрода смещается относительно исходного значения на величину dU

Зоны диэлектрика изгинаются вверх и ключ К размыкается, Потенциал электрода постепенно возвращается к своему исходному значению за время, необходимое для восстановления ионов водорода в двойнослойной области, после чего ключ К замыкается и процесс повторяется, ляется степенью разряда емкости С выражаемой отношением напряжения, на которое разряжается емкость С„, к исходному напряжению на емкости С .

gU/U.

В случае, если

С в = сопвС (7)

Период импульсов Т осцилляции тока прямо пропорционален, т.е ° с учетом (4) и (5) изобретения

Способ оценки максимальных разме- ров пор диэлектрических пленок на полупроводниках электронной проводимости, заключающийся в том, что диэлектрическую пленку на полупроводниковом основании приводят в контакт с электролитом и прикладывают к электролиту напряжение смещения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности за счет обеспечения избирательного контроля размера пор максимального диаметра, линейно увеличивают отрицательное напряжение смещения до возникновения в системе электролит — пористый диэлектрик полупроводник электронной проводимости электрических осцилляций, по длительности периода которых судят о площади пор максимального размера в диэлектрике.

1562785

Составитель Д.Громов

Техред А.Кравчук

Корректор А.Ооеулекко

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 2269 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгороду ул. Гагарина, 101