Влияние лазерного излучения на функциональные свойства приборных МОП-структур

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучены электрофизические свойства приборных МОП-структур (конденсатор, полевой транзистор с изолированным затвором и индуцированным каналом, КМОП-интегральная схема) при воздействии на них немодулированного лазерного излучения. Измерены статические и динамические характеристики. Теоретическое исследование проведено с использованием разработанных SPICE-моделей и численных экспериментов. Получено выражение для вольт-амперной характеристики полевого транзистора, работающего в режиме с постоянной оптической засветкой. Показано, что характеристики структур определяются генерацией и рекомбинацией неравновесных носителей заряда, эффектом поля, фотовольтаическим эффектом в p—n-переходах, эффектом Дембера и туннелированием носителей заряда через подзатворный диэлектрик. Результаты работы представляют интерес с точки зрения создания быстродействующих транзисторов и интегральных микросхем нового типа.

Об авторах

С. Ш. Рехвиашвили

Институт прикладной математики и автоматизации КБНЦ РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: rsergo@mail.ru
Россия, Нальчик

Д. С. Гаев

Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова

Email: rsergo@mail.ru
Россия, Нальчик

Список литературы

  1. Вавилов В.С., Кекелидзе Н.П., Смирнов Л.С. Действие излучений на полупроводники. М.: Наука, 1988. 190 с.
  2. Рехвиашвили С.Ш., Нарожнов В.В. Способ повышения быстродействия транзисторов и транзисторных интегральных схем. Патент РФ № 2799113. Приоритет от 18.03.2022.
  3. Альтудов Ю.К., Гаев Д.С., Псху А.В., Рехвиашвили С.Ш. Биполярный транзистор с оптической накачкой // Микроэлектроника. 2023. T. 52. № 6. С. 489—496.
  4. Рехвиашвили С.Ш., Гаев Д.С. Исследование влияния оптического излучения на интегральную микросхемы ТТЛ-типа // Известия ВУЗов. Электроника. 2024. Т. 29. №3. С.310-318.
  5. Володин В.Я. LTspice: компьютерное моделирование электронных схем. СПб.: БХВ-Петербург, 2010. 400 с.
  6. Wlodarski W., Bergveld P., Voorthuyzen J.A. Threshold voltage variations in n-channel MOS transistors and MOSFET-based sensors due to optical radiation // Sensors and Actuators. 1986. V. 9. № 4. P. 313—321.
  7. Sze S.M., Ng Kwok K. Physics of semiconductor devices. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2006. 815 p.
  8. Ферри Д., Эйкерс Л., Гринич Э. Электроника ультрабольших интегральных схем. М.: Мир, 1991. 327 с.
  9. Ефанов А.В., Энтин М.В. Теория ЭДС Дембера на горячих электронах // ФТП. 1986. Т. 20. № 1. С. 20—24.
  10. Hofstein S.R., Heiman F.P. The silicon insulated-gate field-effect transistor // Proceedings of the IEEE. 1963. V. 51. № 9. P. 1190—1202.
  11. Красников Г.Я. Конструктивно-технологические особенности субмикронных МОП-транзисторов. М.: Техносфера, 2011. 800 с.
  12. Вейко В.П., Либенсон М.Н., Червяков Г.Г., Яковлев Е.Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. М.: Физматлит, 2008. 312 с.
  13. Терехов В.А., Манько А.Н., Бормонтов Е.Н., Левченко В.Н., Требунских С.Ю., Тутов Е.А., Домашевская Э.П. Влияние сверхкоротких импульсов электромагнитного излучения на параметры структур металл—диэлектрик—полупроводник // ФТП. 2004. Т. 38. № 12. С. 1435—1438.
  14. Скоробогатов П.К., Никифоров А.Ю., Егоров А.Н. Выбор оптимальных параметров лазерного излучения для моделирования объемных ионизационных эффектов в тонкопленочных кремниевых микросхемах // Микроэлектроника. 2015. Т. 44. № 1. С. 12—27.
  15. Никифоров А.Ю., Скоробогатов П.К., Егоров А.Н., Громов Д.В. Выбор оптимальных параметров лазерного излучения для моделирования ионизационных эффектов в кремниевых микросхемах объемной технологии // Микроэлектроника. 2014. Т. 43. № 2. С. 127—132.
  16. Денисенко В.В. Компактные модели МОП-транзисторов для SPICE в микро- и наноэлектронике. М.: Физматлит, 2010. 408 с.
  17. Красников Г.Я., Горнев Е.С., Игнатов П.В., Мизгинов Д.С. Анализ моделей пробоя подзатворного диэлектрика // Электронная техника. Серия 3: Микроэлектроника. 2018. № 2(170). С. 5—7.
  18. Sawa A. Resistive switching in transition metal oxides // Materials Today. 2008. V. 11. № 6. P. 28—36.
  19. Горшков О.Н., Шенгуров В.Г., Денисов С.А., Чалков В.Ю., Антонов И.Н., Круглов А.В., Шенина М.Е., Котомина В.Е., Филатов Д.О., Серов Д.А. Резистивное переключение в мемристорах на основе гетероструктур Ag/Ge/Si // Письма в ЖТФ. 2020. Т. 46. № 2. С. 44–46.
  20. Пермякова О.О., Рогожин А.Е. Моделирование резистивного переключения в мемристорных структурах на основе оксидов переходных металлов // Микроэлектроника. 2020. Т. 49. № 5. С. 323-333.
  21. Демиховский В.Я., Вугальтер Г.А. Физика квантовых низкоразмерных структур. М.: Логос, 2000. 246 с.
  22. Вуль А.Я., Саченко А.В. Фотоэлектрические свойства структур металл—диэлектрик–полупроводник с туннельно-прозрачным слоем диэлектрика // ФТП. 1983. Т. 17. № 8. С. 1361—1376.
  23. Векслер М.И., Тягинов С.Э., Шулекин А.Ф., Грехов И.В. Вольт-амперные характеристики туннельных МОП диодов Al/SiO2/p-Si с пространственно неоднородной толщиной диэлектрика // ФТП. 2006. Т. 40. № 9. С. 1137—1143.
  24. Белорусовa Д.А., Гольдманa Е.И., Чучев Г.В. Эффект Франца–Келдыша в структурах кремний-сверхтонкий (3.7 нм) окисел-поликремний // Радиотехника и электроника. 2023. Т. 68. № 9. С. 917—920.
  25. Пирогов Ю.А., Солодов А.В. Повреждения интегральных микросхем в полях радиоизлучения // Журнал радиоэлектроники. 2013. № 6. С. 1—38.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024