Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля

Авторы патента:


Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
Способ контроля конструкции с мдп-структурой в тонкопленочных транзисторах и система для осуществления контроля
H01L29/4908 - Полупроводниковые приборы для выпрямления, усиления, генерирования или переключения, а также конденсаторы или резисторы, содержащие по меньшей мере один потенциальный барьер, на котором имеет место скачкообразное изменение потенциала, или поверхностный барьер, например имеющие обедненный слой с электронно-дырочным переходом или слой с повышенной концентрацией носителей; конструктивные элементы полупроводниковых подложек или электродов для них (H01L 31/00-H01L 47/00,H01L 51/00 имеют преимущество; способы и устройства для изготовления или обработки приборов или их частей H01L 21/00; конструктивные элементы иные чем полупроводниковые приборы или электроды для них H01L 23/00; приборы, состоящие из нескольких компонентов на твердом теле, сформированные на одной общей подложке или внутри нее, H01L 27/00; резисторы
H01L21/28008 - Способы и устройства для изготовления или обработки полупроводниковых приборов или приборов на твердом теле или их частей (способы и устройства, специально предназначенные для изготовления и обработки приборов, относящихся к группам H01L 31/00- H01L 49/00, или их частей, см. эти группы; одноступенчатые способы изготовления, содержащиеся в других подклассах, см. соответствующие подклассы, например C23C,C30B; фотомеханическое изготовление текстурированных поверхностей или поверхностей с рисунком, материалы или оригиналы для этой цели; устройства, специально предназначенные для этой цели вообще G03F)[2]
G02F2001/136254 - Приборы или устройства для управления интенсивностью, цветом, фазой, поляризацией или направлением света, оптические функции,которых изменяются при изменениия оптических свойств среды в этих приборах или устройствах например для переключения, стробирования, модуляции или демодуляции ; оборудование или технологические процессы для этих целей; преобразование частоты; нелинейная оптика; оптические логические элементы; оптические аналого-дискретные преобразователи (средства оптической передачи сигнала между чувствительным элементом и индикаторным или записывающим устройством совместно с измерением G01D 5/26; устройства, в которых математические операции выполняются оптическими элементами G06E 3/00; системы для передачи электрических сигналов с использованием оптических средств для преобразования входного сигнала G08C 19/36; запись информации с помощью электрических или магнитных средств и

Владельцы патента RU 2665263:

ШЭНЬЧЖЭНЬ ЧАЙНА СТАР ОПТОЭЛЕКТРОНИКС ТЕКНОЛОДЖИ КО., ЛТД. (CN)

Изобретение относится к области техники жидкокристаллических дисплеев, в частности к контролю конструкции с МДП-структурой (структурой металл - диэлектрик - полупроводник) в ТПТ (тонкопленочных транзисторах) и его системе. Раскрыт способ контроля конструкции с МДП-структурой (структурой металл - диэлектрик - полупроводник) в ТПТ (тонкопленочных транзисторах). Техническим результатом является обеспечение улучшения функционирования и стабильности жидкокристаллических дисплеев на тонкопленочных транзисторах за счет эффективного контроля конструкции МДП-структуры. В способе контроля конструкции с МДП-структурой в ТПТ получают диэлектрическую постоянную нитрида кремния в МДП-структуре, рассчитанную путем вычисления. Оценивают, достигает ли диэлектрическая постоянная нитрида кремния значения, заданного в процедуре изготовления ТПТ. Корректируют параметры МДП-структуры так, чтобы после корректировки обеспечивалось достижение диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре значения, заданного в процедуре изготовления ТПТ. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

В заявке на настоящее изобретение испрашивается приоритет на основании китайской заявки на патент CN 201410579313.7 под названием «Способ контроля конструкции с МДП-структурой в ТПТ и его система», поданной 24 октября 2014 г., которая приведена в полном объеме в описании настоящей заявки в качестве ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области техники жидкокристаллических дисплеев, в частности, к способу контроля конструкции с МДП-структурой (структурой металл - диэлектрик - полупроводник) в ТПТ (тонкопленочных транзисторах) и его системе.

Предпосылки создания изобретения

В последние годы с учетом тенденции утоньшения дисплеев широко использовались жидкокристаллические дисплеи (сокращенно ЖК-дисплеи) в различных электронных приборах, таких как мобильные телефоны, ноутбуки, цветные телевизоры и т.д.

Жидкокристаллические дисплеи на тонкопленочных транзисторах производятся путем последовательного проведения процедур матрицы, ячейки и модуля. Среди всех процедур процедура матрицы, аналогичная процедуре полупроводника, включает формирование устройств на тонкопленочных транзисторах, пикселей и других структур на стеклянной подложке согласно соответствующим требованиям.

В отличие от процедуры полупроводника, в процессе производства тонкопленочных транзисторов структура металл-диэлектрик-полупроводник (сокращенно МПД-структура), по существу, использует нитрид кремния, выращенный методом плазмохимического осаждения из газовой фазы (сокращенно ПХО или ПХГФО), вместо тонкого SiO2, выращенного на кремниевой подложке методом прямого окисления, в качестве затвора для активации изоляционного слоя. Следовательно, свойства нитрида кремния очень важны для характеристик тонкопленочных транзисторов.

Однако, до сих пор отсутствует эффективный способ контроля конструкции с МДП-структурой в тонкопленочных транзисторах в данной области техники, а также определения МДП-структуры в тонкопленочных транзисторах. Таким образом, способ нуждается в срочном решении вышеуказанных проблем.

Краткое описание изобретения

Одной из проблем, которые решаются настоящим изобретением, является создание способа контроля конструкции с МДП-структурой в тонкопленочных транзисторах. Благодаря этому способу желательная МДП-структура может быть эффективно получена при проектировании МДП-структуры. Настоящее раскрытие изобретения дополнительно предусматривает систему контроля конструкции с МДП-структурой в тонкопленочных транзисторах.

1) Настоящее изобретение предусматривает способ контроля конструкции с МДП-структурой в тонкопленочных транзисторах, включающий: получение диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре, рассчитанной путем вычисления; и оценку, достигает ли диэлектрическая постоянная нитрида кремния значения, заданного в процедуре изготовления тонкопленочных транзисторов, причем, если получается отрицательный результат оценки, параметры МДП-структуры корректируются так, чтобы после корректировки обеспечивалось достижение диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре значения, заданного в процедуре изготовления тонкопленочных транзисторов.

2) В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения в соответствии с пунктом 1) настоящего раскрытия изобретения этап получения диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре, рассчитанной путем вычисления, дополнительно включает: получение кривой вольт-фарадных характеристик МДП-структуры путем проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик; определение значения толщины пленки нитрида кремния в МДП-структуре; и получение диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре путем вычисления на основе максимального значения емкости на кривой вольт-фарадных характеристик МДП-структуры и значения толщины пленки нитрида кремния в МДП-структуре.

3) В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения в соответствии с пунктом 1) или 2) настоящего раскрытия изобретения диэлектрическую постоянную εi нитрида кремния в МДП-структуре получают по следующей формуле:

где Cmax, di, A, и ε0 соответственно являются максимальным значением емкости МДП-структуры, значением толщины пленки нитрида кремния в МДП-структуре, площадью электрода и вакуумной диэлектрической постоянной.

4) В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения согласно любому из пунктов с 1) по 3) этап получения кривой вольт-фарадных характеристик МДП-структуры путем проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик дополнительно включает: подачу сигнала высокочастотного напряжения в МДП-структуру, регулируя сигнал высокочастотного напряжения от первого напряжения до второго напряжения с заранее определенными интервалами напряжения, чтобы получить множество распределенных значений вольт-фарадных характеристик, и соединив все точки, представляющие распределенные значения вольт-фарадных характеристик, сформировать кривую вольт-фарадных характеристик МДП-структуры.

5) Согласно другому аспекту настоящего изобретения дополнительно предусматривается система контроля конструкции с МДП-структурой в тонкопленочных транзисторах, содержащая: вычислительное устройство, которое выполнено с возможностью получения диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре, рассчитанной путем вычисления; и устройство оценки, которое выполнено с возможностью оценки того, достигает ли диэлектрическая постоянная нитрида кремния значения, заданного в процедуре изготовления тонкопленочных транзисторов, причем, если получается отрицательный результат оценки, параметры МДП-структуры корректируются так, чтобы после корректировки обеспечивалось достижение диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре значения, заданного в процедуре изготовления тонкопленочных транзисторов.

6) В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения в соответствии с пунктом 5) настоящего раскрытия изобретения вычислительное устройство дополнительно содержит: контрольное устройство для проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик, которое выполнено с возможностью получения кривой вольт-фарадных характеристик МДП-структуры путем проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик; устройство для измерения толщины пленки, которое выполнено с возможностью определения значения толщины пленки нитрида кремния в МДП-структуре; и вычислитель, который выполнен с возможностью получения диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре путем вычисления на основе максимального значения емкости на кривой вольт-фарадных характеристик МДП-структуры и значения толщины пленки нитрида кремния в МДП-структуре.

7) В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения в соответствии с пунктом 5) или 6) настоящего раскрытия изобретения вычислитель получает диэлектрическую постоянную εi нитрида кремния в МДП-структуре по следующей формуле:

где Cmax, di, A, и ε0 соответственно являются максимальным значением емкости МДП-структуры, значением толщины пленки нитрида кремния в МДП-структуре, площадью электрода и вакуумной диэлектрической постоянной.

8) В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения в соответствии с любым из пунктов с 5) по 7) настоящего раскрытия изобретения контрольное устройство для проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик содержит: измеритель высокочастотных вольт-фарадных характеристик, который выполнен с возможностью подачи сигнала высокочастотного напряжения в МДП-структуру и регулировки сигнала высокочастотного напряжения от первого напряжения до второго напряжения с заранее определенными интервалами напряжения, чтобы получить множество распределенных значений вольт-фарадных характеристик; и регистратор функции X-Y, который соединен с измерителем высокочастотных вольт-фарадных характеристик и выполнен с возможностью соединения всех точек, представляющих множество распределенных выходных значений вольт-фарадных характеристик с измерителя высокочастотных вольт-фарадных характеристик для формирования кривой вольт-фарадных характеристик МДП-структуры.

По сравнению с предшествующим уровнем техники один или несколько вариантов осуществления настоящего изобретения имеют следующие преимущества.

Согласно настоящему изобретению характеристики диэлектрического слоя в предварительно спроектированной МДП-структуре проверяются для получения диэлектрической постоянной содержащегося в ней нитрида кремния. Затем оценивается, удовлетворяет ли диэлектрическая постоянная нитрида кремния требованиям, предъявляемым к процедуре изготовления тонкопленочных транзисторов, чтобы можно было определить, соответствует ли МДП-структура, разработанная в настоящее время, требуемой структуре. Если это не так, параметры МДП-структуры могут быть скорректированы для получения требуемой МДП-структуры. Следовательно, конструкция с МДП-структурой может эффективно контролироваться в соответствии с настоящим изобретением, благодаря чему улучшается функционирование и стабильность жидкокристаллических дисплеев на тонкопленочных транзисторах.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут более подробно объяснены в нижеследующем описании и частично станут очевидными из него или понятными путем реализации настоящего изобретения. Цели и преимущества настоящего изобретения будут достигаться посредством структуры, конкретно указанной в описании, формуле изобретения и прилагаемых чертежах.

Краткое описание чертежей

Прилагаемые чертежи предназначены для дополнительного понимания настоящего изобретения и представляют собой одну часть описания. Они служат для объяснения настоящего изобретения в сочетании с вариантами осуществления изобретения, а не для ограничения настоящего изобретения каким-либо образом. На чертежах:

На фиг. 1 схематически показана блок-схема способа контроля конструкции с МДП-структурой в тонкопленочных транзисторах в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

На фиг. 2 схематически показана блок-схема способа измерения диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

На фиг. 3 схематически показана МДП-структура;

На фиг. 4 показана эквивалентная схема МДП-структуры;

На фиг. 5 показан примерный график предварительно спроектированного МДП-конденсатора;

На фиг. 6 схематически показано поперечное сечение МДП-конденсатора, показанного на фиг. 5;

На фиг. 7 схематически показана структура системы контроля конструкции с МДП-структурой в тонкопленочных транзисторах в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

На фиг. 8 схематически показана структура контрольного устройства для проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик 710; и

На фиг. 9 показан график кривой вольт-фарадных характеристик, полученной в результате проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик с помощью контрольного устройства 710.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Чтобы более подробно представить цель, техническое решение и преимущества настоящего изобретения, настоящее изобретение будет дополнительно подробно объяснено вместе с прилагаемыми чертежами.

Во время изготовления тонкопленочных транзисторов диэлектрический слой затвора может напрямую влиять на надежность изделий на тонкопленочных транзисторах. И в процессе изготовления обычно предполагается, что можно получить нитрид кремния с высокой диэлектрической постоянной и минимально подверженный ионным загрязнениям, а между нитридом кремния и полупроводниковым слоем существуют лишь незначительные межфазные дефекты. Таким образом, изделия на тонкопленочных транзисторах с прекрасными свойствами и высокой надежностью могут быть защищены. В вариантах осуществления настоящего изобретения процедура изготовления может быть оптимизирована, главным образом, путем проверки диэлектрической постоянной диэлектрического слоя нитрида кремния в МДП-структуре, как было предусмотрено. Следовательно, может быть получена желательная МДП-структура, имеющая высокую диэлектрическую постоянную нитрида кремния.

Вариант осуществления 1

На фиг. 1 схематически показана блок-схема способа контроля конструкции с МДП-структурой в тонкопленочных транзисторах в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Обратимся к фиг. 1, чтобы проиллюстрировать этапы способа.

На этапе S110 диэлектрическая постоянная нитрида кремния в МДП-структуре, как и было предусмотрено, получается путем вычисления.

Ниже будет приведен пример, поясняющий, как можно вычислить диэлектрическую постоянную нитрида кремния в МДП-структуре. На фиг. 2 схематически показана блок-схема подэтапов на этапе S110 в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 2, на подэтапе S1101 кривая статических вольт-фарадных характеристик (сокращенно C-V кривая) исследуемой МДП-структуры может быть сначала получена путем проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик. В частности, сигнал высокочастотного напряжения может быть подан в МДП-структуру и отрегулирован от первого напряжения до второго напряжения с заранее определенными интервалами напряжения, чтобы получить множество распределенных значений вольт-фарадных характеристик. Все точки, представляющие множество распределенных значений вольт-фарадных характеристик, могут быть соединены для формирования кривой статических вольт-фарадных характеристик МДП-структуры.

Затем, как показано на подэтапе S1102, может быть определено значение толщины пленки нитрида кремния в исследуемой МДП-структуре. Наконец, на подэтапе S1103 диэлектрическая постоянная нитрида кремния в исследуемой МДП-структуре может быть получена путем вычисления, основанного на максимальном значение емкости на кривой статических вольт-фарадных характеристик исследуемой МДП-структуры и значение толщины пленки нитрида кремния в исследуемой МДП-структуре.

На подэтапе S1103 диэлектрическую постоянную εi нитрида кремния в МДП-структуре получают по следующей формуле:

где Cmax, di, A, и ε0 соответственно являются максимальным значением емкости МДП-структуры, значением толщины пленки нитрида кремния в МДП-структуре, площадью электрода и вакуумной диэлектрической постоянной.

На этапе S120 оценивается, достигает ли диэлектрическая постоянная нитрида кремния значения, заданного в процедуре изготовления тонкопленочных транзисторов. Если получается отрицательный результат оценки, параметры МДП-структуры корректируются так, чтобы после корректировки обеспечивалось достижение диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре значения, заданного в процедуре изготовления тонкопленочных транзисторов.

Изобретатель настоящего изобретения приобрел следующие знания в ходе многочисленных исследований.

МДП-структура подобна плоскому конденсатору, сформированному из металла и диэлектрика, как показано на фиг. 3. Тем не менее, поскольку плотность заряда в полупроводнике может быть намного меньше, чем в металле, зона объемного заряда, сформированная электрическими зарядами, имеет определенную толщину (обычно порядка микрона) на поверхности полупроводника (аморфный кремний 50, как показано на чертеже), принимая во внимание, что он просто образует тонкую пленку (примерно 0,1 нм) на поверхности металла. На фиг. 4 показана эквивалентная схема МДП-структуры. Толщина зоны объемного заряда на поверхности полупроводника меняется с напряжением смещения VG. Поэтому МДП-конденсатор является дифференциальным, в частности, как показано в формуле (1):

где QG является плотностью поверхностного заряда на металлическом электроде, а A - площадь электрода.

Необходимо, чтобы идеальная МДП-структура удовлетворяла следующим требованиям: (а) разность рабочих функций между металлом и полупроводником должна быть равна нулю (то есть идеальный омический контакт достигается посредством слоя N+ 40 на чертеже); (b) изолирующий слой затвора из нитрида кремния (далее называемый изолирующим слоем SiNx или SiNx) 60 не имеет заряда; и (3) на пограничном слое между изолирующим слоем SiNx 60 и полупроводником не существует пограничного состояния. Напряжение смещения VG частично действует на SiNx, называемое Vi, а частично в зоне объемного заряда на поверхности полупроводника, называемое Vs. То есть, VG удовлетворяет формуле (2) следующим образом:

где Vs можно также назвать поверхностным потенциалом.

Так как заряды в зоне объемного заряда на поверхности полупроводника и на металлическом электроде имеют одинаковые количественные характеристики, но противоположные электрические свойства, то существует следующая формула (3):

где QSC является поверхностной плотностью электрического заряда в зоне объемного заряда на поверхности полупроводника.

Поэтому, когда формулы (2) и (3) подставляются в формулу (1), можно получить формулу (4):

Формула (4) выше показывает, что МДП-конденсатор сформирован конденсаторами Ci и Cs, последовательно соединенными друг с другом, и имеет эквивалентную схему, показанную на фиг. 4. Ci представляет собой конденсатор слоя нитрида кремния с SiNx в качестве диэлектрика, и его значение не будет меняться в зависимости от VG, a Cs обозначает конденсатор зоны объемного заряда на поверхности полупроводника (аморфный кремний 50), и его значение будет меняться в зависимости от VG. Следовательно:

В формулах (5) и (6) εi, di и ε0 соответственно являются относительной диэлектрической постоянной SiNx, толщиной диэлектрического слоя SiNx и вакуумной диэлектрической постоянной. Из формул (4) и (5) можно сделать вывод, что максимальная емкость МДП-структуры следующая:

Поэтому диэлектрическая постоянная нитрида кремния в МДП-структуре может быть вычислена следующим образом:

Чтобы дополнительно объяснить способ настоящего изобретения, ниже будет приведен пример.

Пример

Можно предположить, что конструктивная структура МДП-конденсатора показана на фиг. 5, с поперечным сечением, показанным на фиг. 6.

На фиг. 5 показан вид сверху структуры, предназначенной для изделия в соответствии с настоящим изобретением, которая образует круг диаметром 500 мкм. Нетрудно понять, что размер диаметра не следует рассматривать как ограничение, а просто как пример. Специалисты в данной области техники могут выбрать любой размер по мере необходимости. Круговое поперечное сечение, показанное на фиг. 6, содержит снизу вверх стеклянную подложку 70 в качестве основания, первый слой металла 10 (металлический слой затвора), изолирующий слой затвора из нитрида кремния 60, полупроводниковый аморфный слой 50, слой N+ 40, второй слой металла 20 (металлический слой истока) и пассивирующий защитный слой из нитрида кремния 30.

Первый слой металла 10 (металлический слой затвора), полупроводниковый аморфный слой 50, слой N+ 40 и второй слой металла 20 (металлический слой истока) образуют круговую диаграмму, как показано на фиг. 5. Кроме того, первый слой металла 10 и второй слой металла 20 каждый приводит к прямоугольной площадке, имеющей размер 200 мкм * 300 мкм, для контакта с контрольным штырьком во время процедуры проверки. Толщина каждого из вышеуказанных слоев определяется процедурой изготовления тонкопленочных транзисторов и формируется при этом. Безусловно, вышеупомянутые размеры - это только примеры, не исключающие другие размеры конструкции.

На вышеуказанные площадки, контактирующие с двумя слоями металла, подается сигнал высокочастотного напряжения 1 МГц, который регулируется от -20 В до 20 В. Множество значений вольт-фарадных характеристик записывается с интервалами 50 мВ или 100 мВ при комнатной температуре, так что получается соответствующая C-V кривая. Максимальное значение емкости С МДП-структуры может быть затем получено согласно C-V кривой. Как можно понять из формулы (7), это максимальное значение емкости приблизительно равно емкости нитрида кремния в МДП-структуре.

Между тем, значение толщины пленки нитрида кремния можно измерить с помощью устройства для измерения толщины или сканирующего электронного микроскопа (сокращенно SEM) в процессе изготовления. Диэлектрическая постоянная нитрида кремния в исследуемой МДП-структуре может быть вычислена в соответствии с зависимостью между значением толщины пленки, площадью электрода, вакуумной диэлектрической постоянной и емкостью. Более высокое значение диэлектрической постоянной указывает на более впечатляющие изоляционные свойства нитрида кремния.

Наконец, оценивается, достигает ли диэлектрическая постоянная нитрида кремния значения, заданного в процедуре изготовления тонкопленочных транзисторов. Если нет, МДП-структура, разработанная в настоящее время, еще не удовлетворяет требованиям, и поэтому ее параметры должны быть дополнительно скорректированы.

Кроме того, МДП-структура, которая была разработана, также может быть проверена на качество ее функционирования. В частности, сначала может быть получена первая C-V кривая МДП-структуры. Затем МДП-структура сначала смещается при определенной температуре, а затем восстанавливает исходное положение. Вторая C-V кривая восстановленной МДП-структуры может быть дополнительно получена и сравнена с первой C-V кривой. Сдвиг на более низкое напряжение второй C-V кривой от первой C-V кривой указывает на лучшее функционирование нитрида кремния и более высокую надежность тонкопленочных транзисторов.

Согласно настоящему изобретению характеристики диэлектрического слоя в предварительно разработанной МДП-структуре проверяются для получения диэлектрической постоянной содержащегося в ней нитрида кремния. Затем оценивается, удовлетворяет ли диэлектрическая постоянная нитрида кремния требованиям, предъявляемым в процедуре изготовления тонкопленочных транзисторов, чтобы можно было определить, соответствует ли МДП-структура, разработанная в настоящее время, требуемой структуре. Если нет, параметры МДП-структуры могут быть скорректированы для получения желаемой МДП-структуры. Следовательно, конструкция с МДП-структурой может эффективно контролироваться в соответствии с настоящим изобретением, благодаря чему улучшается функционирование и стабильность жидкокристаллических дисплеев на тонкопленочных транзисторах.

Вариант осуществления 2

На фиг. 7 схематически показана структура системы контроля конструкции с МДП-структурой в тонкопленочных транзисторах в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Обратимся к фиг. 7, чтобы подробно проиллюстрировать структуру и функцию системы в соответствии с настоящим изобретением.

Как показано на фиг. 7, система содержит вычислительное устройство 700 и устройство оценки 800, соединенное с ним.

Вычислительное устройство 700 выполнено с возможностью получения диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре, рассчитанной путем вычисления.

Устройство оценки 800 выполнено с возможностью оценки того, достигает ли диэлектрическая постоянная нитрида кремния значения, заданного в процедуре изготовления тонкопленочных транзисторов, причем, если получается отрицательный результат оценки, параметры МДП-структуры корректируются так, чтобы после корректировки обеспечивалось достижение диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре значения, заданного в процедуре изготовления тонкопленочных транзисторов.

Вычислительное устройство 700 дополнительно содержит: контрольное устройство для проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик 710 (сокращенно контрольное устройство высокочастотных C-V), которое выполнено с возможностью получения кривой статических вольт-фарадных характеристик МДП-структуры путем проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик

На фиг. 8 схематически показана структура контрольного устройства для проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик 710. Как показано на фиг. 8, контрольное устройство для проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик 710 содержит: измеритель высокочастотных вольт-фарадных характеристик 711 (измеритель высокочастотных C-V, как показано на чертеже), который выполнен с возможностью подачи сигнала высокочастотного напряжения в МДП-структуру (отмечено «образец» на чертеже), предусмотренную на платформе образца 713, и регулировки сигнала высокочастотного напряжения от первого напряжения до второго напряжения с заранее определенными интервалами напряжения, чтобы получить множество распределенных значений вольт-фарадных характеристик.

Регистратор функции X-Y 712, который соединен с измерителем высокочастотных вольт-фарадных характеристик 711 и выполнен с возможностью соединения всех точек, представляющих множество распределенных выходных значений вольт-фарадных характеристик с измерителя высокочастотных вольт-фарадных характеристик 711 для формирования кривой статических вольт-фарадных характеристик МДП-структуры.

Кроме того, контрольное устройство для проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик 710 дополнительно содержит нагревательный блок 714, блок регулирования температуры 715 и блок охлаждения воды 716. Эти блоки могут быть установлены для проверки функционирования МДП-структуры, которая была разработана. В частности, сначала может быть получена первая C-V кривая (кривая статических вольт-фарадных характеристик) МДП-структуры. Затем МДП-структура сначала смещается при определенной температуре, а затем восстанавливает исходное положение. Вторая C-V кривая (кривая статических вольт-фарадных характеристик) восстановленной МДП-структуры может быть дополнительно получена и сравнена с первой C-V кривой. Сдвиг на более низкое напряжение второй C-V кривой от первой C-V кривой указывает на лучшее функционирование нитрида кремния и более высокую надежность тонкопленочных транзисторов.

Устройство для измерения толщины пленки 720 выполнено с возможностью определения значения толщины пленки нитрида кремния в МДП-структуре.

Вычислитель 730 выполнен с возможностью получения диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре путем вычисления на основе максимального значения емкости на кривой вольт-фарадных характеристик МДП-структуры и значения толщины пленки нитрида кремния в МДП-структуре.

В частности, вычислитель 730 получает диэлектрическую постоянную εi нитрида кремния в МДП-структуре по следующей формуле:

В вышеуказанной формуле Cmax, di, A, и ε0 соответственно являются максимальным значением емкости МДП-структуры, значением толщины пленки нитрида кремния в МДП-структуре, площадью электрода и вакуумной диэлектрической постоянной.

Контрольное устройство для проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик 710 может быть использовано для проверки на следующих этапах.

Для начала, измеритель высокочастотных вольт-фарадных характеристик 711 и регистратор функции X-Y 712 могут быть оба включены и предварительно прогреты в течение 10 мин. Затем могут быть определены нулевая точка и диапазон измерения регистратора функции X-Y 712. Кроме того, соответствующий диапазон измерения емкости измерителя высокочастотных вольт-фарадных характеристик 711 может быть выбран в соответствии с максимальным значением емкости исследуемого образца, который может быть оценен на основе известной площади электрода и толщины слоя окисления. Выбранный диапазон измерения емкости должен быть скорректирован. Измеритель высокочастотных вольт-фарадных характеристик 711 может выдавать значения емкости в соответствии с временем жизни неосновных носителей образца. Регистратор функции X-Y 712 может определять C-V кривую напряжения смещения на основе выходных значений. C-V кривая напряжения смещения в этот момент, однако, не такая, как требуется. Впоследствии сигнал высокочастотного напряжения 1 МГц может использоваться для проверки с предварительно выбранной скоростью 100 мВ в секунду. Если кривая глубокого обеднения все еще должна быть получена, скорость должна быть уменьшена до получения C-V кривой статических характеристик.

Вычислитель 730 может получить максимальное значение емкости Cmax при комнатной температуре в соответствии с C-V кривой статических характеристик.

Устройство для измерения толщины пленки 720 или сканирующий электронный микроскоп могут быть использованы для получения значения толщины пленки нитрида кремния путем измерения. Вычислитель 730 может, наконец, получить диэлектрическую постоянную нитрида кремния путем вычисления на основе максимального значения емкости и значения толщины пленки из нитрида кремния.

Измеритель высокочастотных вольт-фарадных характеристик 711 и регистратор функции X-Y 712 были использованы для проверки конструкции изделия, и C-V кривая, полученная в результате, показана на фиг. 9, с Cmax=3.212E-11F, A=πr2=3.14×(258×10-6)2=2.09×10-7(m2), и ε0=8.85×10-12 F/m.

Использовались сканирующий электронный микроскоп и нанотехнологии, и было установлено, что значение толщины пленки нитрида кремния составляет: di=3562A=3.562×10-7 m.

Следовательно,

В этот момент диэлектрическая постоянная нитрида кремния затвора равна 6,18, что является относительно высоким значением в пределах установленного диапазона от 5,8 до 6,3. Таким образом, это изделие может серийно выпускаться как готовое изделие.

Согласно настоящему изобретению характеристики диэлектрического слоя в предварительно спроектированной МДП-структуре проверяются для получения диэлектрической постоянной содержащегося в ней нитрида кремния. Затем оценивается, удовлетворяет ли диэлектрическая постоянная нитрида кремния требованиям, предъявляемым к процедуре изготовления тонкопленочных транзисторов, чтобы можно было определить, соответствует ли МДП-структура, разработанная в настоящее время, требуемой структуре. Если это не так, параметры МДП-структуры могут быть скорректированы для получения требуемой МДП-структуры. Следовательно, конструкция с МДП-структурой может эффективно контролироваться в соответствии с настоящим изобретением, благодаря чему улучшается функционирование и стабильность жидкокристаллических дисплеев на тонкопленочных транзисторах.

Вышеприведенное описание не следует истолковывать как ограничения настоящего изобретения, а просто как примеры его предпочтительных вариантов осуществления. Любые изменения или замены, которые могут быть легко предусмотрены специалистами в данной области техники, предполагаются в пределах области действия настоящего изобретения. Следовательно, область действия настоящего изобретения должна регулироваться областью действия, определенной в формуле изобретения.

1. Способ контроля конструкции с МДП-структурой в тонкопленочных транзисторах, включающий:

получение диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре, рассчитанной путем вычисления; и

оценку, достигает ли диэлектрическая постоянная нитрида кремния значения, заданного в процедуре изготовления тонкопленочных транзисторов,

причем, если получается отрицательный результат оценки, параметры МДП-структуры корректируются так, чтобы после корректировки обеспечивалось достижение диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре значения, заданного в процедуре изготовления тонкопленочных транзисторов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этап получения диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре, рассчитанной путем вычисления, дополнительно включает:

получение кривой вольт-фарадных характеристик МДП-структуры путем проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик;

определение значения толщины пленки нитрида кремния в МДП-структуре и

получение диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре путем вычисления на основе максимального значения емкости на кривой вольт-фарадных характеристик МДП-структуры и значения толщины пленки нитрида кремния в МДП-структуре.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что диэлектрическую постоянную εi нитрида кремния в МДП-структуре получают по следующей формуле:

,

где Cmax, di, A, и ε0 соответственно являются максимальным значением емкости МДП-структуры, значением толщины пленки нитрида кремния в МДП-структуре, площадью электрода и диэлектрической постоянной в вакууме.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что этап получения кривой вольт-фарадных характеристик МДП-структуры путем проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик дополнительно включает:

подачу сигнала высокочастотного напряжения в МДП-структуру, регулируя сигнал высокочастотного напряжения от первого напряжения до второго напряжения с заранее определенными интервалами напряжения, чтобы получить множество распределенных значений вольт-фарадных характеристик, и соединение всех точек, представляющих распределенные значения вольт-фарадных характеристик, для формирования кривой вольт-фарадных характеристик МДП-структуры.

5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что этап получения кривой вольт-фарадных характеристик МДП-структуры путем проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик дополнительно включает:

подачу сигнала высокочастотного напряжения в МДП-структуру, регулируя сигнал высокочастотного напряжения от первого напряжения до второго напряжения с заранее определенными интервалами напряжения, чтобы получить множество распределенных значений вольт-фарадных характеристик, и соединение всех точек, представляющих распределенные значения вольт-фарадных характеристик, для формирования кривой вольт-фарадных характеристик МДП-структуры.

6. Система контроля конструкции с МДП-структурой в тонкопленочных транзисторах, содержащая:

вычислительное устройство, выполненное с возможностью получения диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре, рассчитанной путем вычисления; и

устройство оценки, выполненное с возможностью оценки того, достигает ли диэлектрическая постоянная нитрида кремния значения, заданного в процедуре изготовления тонкопленочных транзисторов,

причем, если получается отрицательный результат оценки, параметры МДП-структуры корректируются так, чтобы после корректировки обеспечивалось достижение диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре значения, заданного в процедуре изготовления тонкопленочных транзисторов.

7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что вычислительное устройство дополнительно содержит:

контрольное устройство для проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик, выполненное с возможностью получения кривой вольт-фарадных характеристик МДП-структуры путем проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик;

устройство для измерения толщины пленки, выполненное с возможностью определения значения толщины пленки нитрида кремния в МДП-структуре; и

вычислитель, выполненный с возможностью получения диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре путем вычисления на основе максимального значения емкости на кривой вольт-фарадных характеристик МДП-структуры и значения толщины пленки нитрида кремния в МДП-структуре.

8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что вычислитель получает диэлектрическую постоянную εi нитрида кремния в МДП-структуре по следующей формуле:

,

где Cmax, di, A, и ε0 соответственно являются максимальным значением емкости МДП-структуры, значением толщины пленки нитрида кремния в МДП-структуре, площадью электрода и диэлектрической постоянной в вакууме.

9. Система по п. 7, отличающаяся тем, что контрольное устройство для проверки высокочастотных вольт-фарадных характеристик содержит:

измеритель высокочастотных вольт-фарадных характеристик, выполненный с возможностью подачи сигнала высокочастотного напряжения в МДП-структуру и регулировки сигнала высокочастотного напряжения от первого напряжения до второго напряжения с заранее определенными интервалами напряжения, чтобы получить множество распределенных значений вольт-фарадных характеристик; и

регистратор функции X-Y, соединенный с измерителем высокочастотных вольт-фарадных характеристик и выполненный с возможностью соединения всех точек, представляющих множество распределенных выходных значений вольт-фарадных характеристик с измерителя высокочастотных вольт-фарадных характеристик, для формирования кривой вольт-фарадных характеристик МДП-структуры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к тонкопленочному транзистору (TFT), содержащему подложку (100) со слоем (101) электрода затвора, наложенным и структурированным на ней, и изолирующим слоем (102) затвора, наложенным на слой электрода затвора и подложку.

Изобретение относится к области промышленной безопасности в системах контроля загазованности опасных производственных объектов. Сущность заявленного технического решения заключается в том, что легкосъемный переносной калибровочный модуль содержит разборный корпус с размещенными внутри линиями подачи питающего напряжения на сигнализатор горючих газов и миллиамперметром, установленным в цепи аналогового выхода с упомянутого сигнализатора, при этом наружная часть корпуса снабжена индикатором отображения показаний миллиамперметра и разъемами, один из которых выполнен с возможностью подключения к блоку датчика сигнализатора, а другой разъем выполнен с возможностью подключения к блоку сигнализации и питания сигнализатора.

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых материалов для создания автоэмиссионных электронных приборов (с «холодной эмиссией электронов) для изготовления зондов и кантилеверов сканирующих зондовых микроскопов и оперативных запоминающих устройств с высокой плотностью записи информации, поверхностно-развитых электродов электрохимических ячеек источников тока, а также для использования в технологиях изготовления кремниевых солнечных элементов нового поколения для повышения эффективности антиотражающей поверхности фотопреобразователей.

Использование: для создания РНЕМТ транзисторов. Сущность изобретения заключается в том, что наноразмерная структура с нанонитями из атомов олова, встроенными в кристалл GaAs включает монокристаллическую полуизолирующую вицинальную подложку GaAs (100) с углом разориентации 0.3°÷0.4° в направлении типа <011>, буферный нелегированный слой GaAs, дельта-легированный оловом слой и контактный легированный кремнием слой GaAs, дополнительно добавлен канальный слой InGaAs, спейсерный слой AlGaAs и барьерный слой AlGaAs, а двухмерный электронный газ, находящийся в канальном слое InGaAs, модулирован в виде квазиодномерных каналов.
Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых наноматериалов. Способ получения нитевидных нанокристаллов Si (ННК) включает подготовку кремниевой пластины путем нанесения на ее поверхность нанодисперсных частиц катализатора с последующим помещением в ростовую печь, нагревом и осаждением кристаллизуемого вещества из газовой фазы по схеме пар → капельная жидкость → кристалл, при этом перед нанесением частиц катализатора и помещением подложки в ростовую печь на пластину Si наносят пленку Ti и анодируют длительностью от 5 до 90 мин в 1%-ном растворе NH4F в этиленгликоле, причем плотность анодного тока поддерживают в интервале от 5 до 20 мА/см2, а наночастицы катализатора на анодированную поверхность Ti наносят осаждением металла, выбираемого из ряда Ni, Ag, Pd, из 0,1 М раствора, имеющего общую формулу Me(NO3)x, где Me - Ni, Ag, Pd; х=1-2, в течение 1-2 мин при воздействии на раствор ультразвуком мощностью 60 Вт.

Изобретение относится к области изготовления электронных устройств, в частности устройств на основе материалов III-V групп. Способ изготовления устройства на основе материала III-V групп включает этапы, на которых в изолирующем слое на кремниевой подложке формируют канавку, в канавку наносят первый буферный слой на основе материала III-V групп на кремниевую подложку, на первый буферный слой наносят второй буферный слой на основе материала III-V групп, слой канала устройства на основе материала III-V групп наносят на второй буферный слой на основе материала III-V групп.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в ВЧ и СВЧ устройствах усиления и преобразования аналоговых сигналов, в структуре интегральных микросхем различного функционального назначения (например, избирательных усилителях, смесителях, генераторах и т.п.).

Изобретение относится к нанополупроводниковому приборостроению и может быть использовано в устройствах спиновой электроники (спинтроники) в качестве спинового фильтра.

Использование: для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. Сущность изобретения заключается в том, что транзистор с металлической базой, содержащий эмиттер, базу из материала с металлической проводимостью и коллектор, при этом между эмиттером и базой сформирован барьер Шотки, эмиттер выполнен из полупроводникового материала с n+-типом проводимости, коллектор - из материала с n-типом проводимости, причем между базой и коллектором размещен тонкий буферный слой из материала с p-типом проводимости, при этом между базой и буферным слоем сформирован омический контакт, а между буферным слоем и коллектором - p-n-переход.

Использование: для изготовления полевых эмиссионных элементов на основе углеродных нанотрубок. Сущность изобретения заключается в том, что прибор на основе углеродосодержащих холодных катодов, содержит полупроводниковую подложку, на поверхности которой сформирован изолирующий слой, катодный узел, расположенный над изолирующим слоем, состоит из токоведущего слоя катодного узла, каталитического слоя и массива углеродных нанотрубок (УНТ), расположенных на поверхности каталитического слоя перпендикулярно его поверхности, опорно-фокусирующую система, состоящая из первого диэлектрического, затворного электропроводящего и второго диэлектрического слоев, содержит сквозную полость, анодный токоведущий слой, расположенный на внешней поверхности второго диэлектрического слоя опорно-фокусирующей системы, в котором сформированы сквозные технологические отверстия, катодный узел дополнительно содержит слой проводящего материала, который расположен в сквозной полости на боковой поверхности первого диэлектрического слоя опорно-фокусирующей системы, высота углеродных нанотрубок одинакова по всей площади массива, на поверхности массива углеродных нанотрубок расположен слой интеркалированного материала, а токоведущий слой катодного узла и слой проводящего материала катодного узла обладают адгезионными свойствами.

Изобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники, а именно к технологии сборки полупроводниковых приборов, и может быть использовано для гибридизации кристаллов БИС считывания и матрицы фоточувствительных элементов (МФЧЭ) методом перевернутого монтажа.

Изобретение относится к области микро- и наноэлектроники, а именно к определению физических параметров полупроводниковых приборов, в частности к определению температурной зависимости распределения потенциала в двухзатворных симметричных полностью обедненных полевых транзисторах со структурой «кремний на изоляторе» с гауссовым вертикальным профилем легирования рабочей области, и может быть использовано при моделировании и разработке интегральных схем в специализированных программах.

Изобретение относится к физике полупроводников. Его применение при определении параметров каскадно возбуждаемых ловушек носителей зарядов в полупроводнике позволяет исследовать каскадно возбуждаемый тип ловушек в более широком классе полупроводниковых материалов, начиная с кристаллических и заканчивая органическими полупроводниками и нанокристаллами, и обеспечивает расширенные функциональные возможности за счет определения не только характеристик ловушек, но и энергетической плотности их состояний.
Изобретение относится к приборам и методам экспериментальной физики и предназначено для исследования дефектной структуры кристаллов. Способ имеет преимущество по сравнению с методом рентгенодифракционной топографии: нет необходимости разрушать исследуемый образец, можно осуществлять экспрессный контроль больших партий монокристаллов.

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и касается способа измерения пороговой разности температур инфракрасного матричного фотоприемного устройства.

Изобретение относится к устройству для термической обработки подложки, причем устройство имеет нагревательный узел и носитель, снабженный опорной поверхностью для поддержания подложки.

Изобретение относится к области техники жидкокристаллических дисплеев, в частности к контролю конструкции с МДП-структурой в ТПТ и его системе. Раскрыт способ контроля конструкции с МДП-структурой в ТПТ. Техническим результатом является обеспечение улучшения функционирования и стабильности жидкокристаллических дисплеев на тонкопленочных транзисторах за счет эффективного контроля конструкции МДП-структуры. В способе контроля конструкции с МДП-структурой в ТПТ получают диэлектрическую постоянную нитрида кремния в МДП-структуре, рассчитанную путем вычисления. Оценивают, достигает ли диэлектрическая постоянная нитрида кремния значения, заданного в процедуре изготовления ТПТ. Корректируют параметры МДП-структуры так, чтобы после корректировки обеспечивалось достижение диэлектрической постоянной нитрида кремния в МДП-структуре значения, заданного в процедуре изготовления ТПТ. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

Наверх