1-й семестр:

Работа посвящена исследованию эффективной подвижности электронов μeff в полностью обедняемых (ПО) слоях КНИ. Фундаментальной особенностью ПО пленок является взаимосвязь потенциалов границ раздела (ГР), или так называемый coupling-эффект. В результате этого, электрические параметры в тонкопленочных приборах, в частности μeff, зависят от потенциалов на обоих ГР. В работе использовались тестовые двузатворные КНИ МОП транзисторы, позволяющие менять потенциалы вблизи обеих границ раздела. Напряжением на нижнем затворе (в качестве которого выступала подложка) формировался инверсионный (для n+-p-n+ КНИ МОПТ) или аккумуляционный (для n+-n-n+ КНИ МОПТ) канал проводимости, а напряжением на верхнем затворе менялся режим приповерхностной области Si пленки от инверсии до обогащения. Подвижность μeff исследовалась в зависимости от избытка носителей заряда в канале Ne в условиях варьирования температуры измерения в диапазоне (300 – 77) К и в условиях изменения режима приповерхностной области пленки (инверсия, обеднение, обогащение).
Основные результаты работы:
1. Показана закономерность перехода в ПО КНИ МОП транзисторах с эффектом зарядовой связи от полевой зависимости подвижности μeff(Eeff) к концентрационной μeff(Ne) для характеризации системы Si/SiO2. Использование аппроксимации µeff(Ne-n) (где показатель степени n как и в μeff(Eeff) зависит от доминирующих механизмов рассеяния) в таких устройствах позволяет определить диапазон возможных значений подвижности и доминирующие механизмы рассеяния.
2. Определено, что показатель n принимает постоянные значения в области низких и высоких значений Ne, независимо от режима работы транзистора на основных и неосновных носителях заряда и режима приповерхностной области Si (инверсия, обеднение, обогащение): n=0 при Ne<1·1012 см-2 и n=0.7 при Ne>6·1012 см-2. В области средних значений показатель n варьируется в диапазоне (0.1 – 0.4).
3. Показано, что температурные зависимости подвижности µeff(T), проведенные в условиях перераспределения носителей заряда по толщине пленки, позволяют выделить компоненты подвижности, ограниченные рассеянием на поверхностных фононах (µsph) и микрорельефе границы раздела пленка/диэлектрик (µsr).
4. Установлено, что:
показатель n=0.3, получаемый в области средних значений Ne при полном обеднении приповерхностной области Si, связан с рассеянием на объемных фононах;
показатель n=0.7, наблюдаемый при температурах близких к комнатной, связан с рассеянием на поверхностных фононах;
при более низких температурах n~1 и связан с рассеянием на микрорельефе ГР.