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Fabricação e caracterização experimental de diodos tunel MOS Al/SiOxNy/Si(p) e TiN/SiOxNy/Si(p) (2016)

  • Authors:
  • Autor USP: ALANDIA, BÁRBARA SIANO - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PSI
  • Subjects: DIODOS; OXIDAÇÃO; SEMICONDUTORES
  • Language: Português
  • Abstract: Neste trabalho foram fabricados diodos túnel MOS Al/SiOxNy/Si(p) e TiN/SiOxNy/Si(p) com áreas de 300µm x 300µm e de 700µm x 700µm. Para o crescimento do oxinitreto de silício (SiOxNy), como material de porta foi utilizado um forno térmico junto com um aparato de quartzo para processamento de uma lâmina por vez. Foi empregada uma temperatura de processamento de 850°C e fluxos de gases ultrapuros ajustados na proporção 5N2 : 1O2 (2 l/min. de N2 e 0,4 l/min. de O2). Foi constatado que a nitretação térmica rápida do silício introduz armadilhas no dielétrico de porta de duas naturezas: a) armadilhas do tipo K na interface dielétrico-silício devido à existência de ligações Si≡N que podem armazenar elétron, lacuna ou ficar em um estado neutro e b) armadilhas geradas devido à quebra das cadeias Si-O-Si durante a oxinitretação. As armadilhas criadas durante a nitretação térmica rápida tanto na interface como no corpo influíram no mecanismo de tunelamento através do dielétrico de porta que foi predominantemente do tipo TAT (Trap Assisted Tunneling). A partir da característica J-V típica de diodos túnel MOS com porta de Al, verificou-se para VG = -1V que os níveis de densidade de corrente atingem 64mA/cm2, valor que é superior aos valores obtidos para óxidos de porta com espessura na faixa de 1-1,5nm (Godfrey, 1978) apesar do nosso dielétrico apresentar espessura média de 2,1nm. Tal fato foi uma evidência clara que que um outro mecanismo distinto de tunelamento direto ocorreu no oxinitreto de silício fabricado. Nos diodos túnel MOS com porta de Al, observou-se a presença de dois picos característicos na curva C-V, o primeiro deles em tensão de porta mais negativa com uma fenomenologia que permitiu extrair a tensão de faixa plana (VG = VFB).O segundo pico na característica C-V do diodo MOS com porta de Al ocorreu na tensão VG=VK≈ -0,78V para operação em regime de depleção o que foi atribuído à uma capacitância devido às armadilhas de interface Si≡N localizadas dentro da banda proibida junto à interface silício-dielétrico, cerca de 0,16eV abaixo do nível de energia intrínseco. Foi também constatada uma clara dependência do patamar de densidade de corrente com a intensidade da luz (0,05W/cm2 e 0,1W/cm2) devido à taxa de geração dentro do semicondutor. Da modelagem do tunelamento de corrente na região de depleção, verificou-se que a largura de depleção para tensões de porta negativas resultou sistematicamente maior do que a largura de depleção em regime estacionário, fato que permitiu concluir que o diodo túnel MOS entra em estado de depleção profunda induzida pela corrente de tunelamento que atravessa o dielétrico de porta.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 26.02.2016
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      ALANDIA, Bárbara Siano; SANTOS FILHO, Sebastião Gomes dos. Fabricação e caracterização experimental de diodos tunel MOS Al/SiOxNy/Si(p) e TiN/SiOxNy/Si(p). 2016.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2016. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-18082016-142744/pt-br.php >.
    • APA

      Alandia, B. S., & Santos Filho, S. G. dos. (2016). Fabricação e caracterização experimental de diodos tunel MOS Al/SiOxNy/Si(p) e TiN/SiOxNy/Si(p). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-18082016-142744/pt-br.php
    • NLM

      Alandia BS, Santos Filho SG dos. Fabricação e caracterização experimental de diodos tunel MOS Al/SiOxNy/Si(p) e TiN/SiOxNy/Si(p) [Internet]. 2016 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-18082016-142744/pt-br.php
    • Vancouver

      Alandia BS, Santos Filho SG dos. Fabricação e caracterização experimental de diodos tunel MOS Al/SiOxNy/Si(p) e TiN/SiOxNy/Si(p) [Internet]. 2016 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-18082016-142744/pt-br.php

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