17 Горбачук Н. И. Ермакова Е. А. Поклонский Н. А. Шпаковский С. В. структуры металл–оксид–полупроводник–металл вольт-фарадные характеристики импеданс кремний поверхностные электронные состояния радиационные дефекты DLTS 2025 2025-03-26 10.29235/1561-2430-2025-61-1-34-46 Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-математических наук Исследовались МОП-структуры Al/SiO2/n-Si/Al, изготовленные на пластинах (100) монокристаллического кремния n-типа проводимости, выращенного методом Чохральского. Удельное электрическое сопротивление кремния – 4,5 Ом · см при комнатной температуре. Толщина термически сформированного в сухом кислороде слоя SiO2 – 420 нм. Толщина осажденного поверх SiO2 слоя алюминия – 0,7 мкм. Площадь алюминиевой металлизации – 1,85 × 1,85 мм2. При комнатной температуре структуры облучались ионами гелия (кинетическая энергия одного иона 5 МэВ). Флюенс облучения варьировался от 1010 до 1013 см−2. По выполненным в программе SRIM расчетам средний проективный пробег иона гелия в структуре составлял ≈ 24 мкм. Измерения модуля импеданса Z и угла сдвига фаз φ между током и напряжением выполнялись в диапазоне частот от 20 Гц до 2 МГц на измерителе LCR E4980A. Амплитуда сигнала – 40 мВ. Постоянное напряжение смещения U изменялось в пределах от –40 до 40 В. МОП-структуры находились в темноте при комнатной температуре. Спектры DLTS регистрировались с помощью емкостного спектрометра СЕ-7С в диапазоне температур 80–300 К. Значения напряжения импульсов заполнения Up ловушек электронами c-зоны и эмиссии Ue электронов из ловушек в c-зону n-Si изменялись в интервале от −0,5 до −9 В. Длительность импульса заполнения ловушек электронами составляла tp = 0,75 мс, а эмиссии электронов из ловушек – te = 20 мс. Установлено, что для облученных ионами гелия флюенсами ≤1012 см−2 структур Al/SiO2/n-Si/Al зависимость емкости от частоты в режиме обеднения определяется перезарядкой поверхностных электронных состояний на границе раздела SiO2/n-Si. Показано, что в исходных структурах для быстрых (время перезарядки менее 1 мкс) поверхностных состояний зависимость энергетической плотности состояний Nss от потенциальной энергии eψ электрона в n-Si вблизи границы раздела SiO2/n-Si имеет максимум при eψ ≈ EF – 0,1 эВ (здесь e – элементарный заряд, ψ – электрический потенциал, EF – уровень Ферми). Этот максимум после облучения ионами гелия флюенсом 1012 см−2 сдвигается в сторону меньших энергий вплоть до eψ ≈ EF – 0,2 эВ. В облученных структурах на зависимости Nss(eψ) появляется второй максимум в области eψ > 0. Для флюенса облучения 1012 см−2 максимум расположен при eψ ≈ EF + 0,1 эВ. Показана возможность исследования поверхностных состояний методом спектроскопии DLTS в выделенном энергетическом интервале путем варьирования напряжения эмиссии Ue при постоянном значении напряжения заполнения Up и/или варьирования напряжения заполнения Up при постоянном значении напряжения эмиссии Ue. https://www.academjournals.by/publication/19235 https://www.academjournals.by/files/19179