Opracowanie modelu rozkładów parametrów elektrycznych struktury MOS w płaszczyźnie powierzchni okrągłej bramki tej struktury

W pracy przedstawiono wyniki pomiarów elektrycznych i fotoelektrycznych niektórych parametrów struktur MOS na podłożu krzemowym. Struktury użyte w badaniach były tak dobrane, aby różniły się między sobą parametrami konstrukcyjnymi, a głównie wielkością i kształtem aluminiowej bramki. Miało to na celu zestawienie wyników pomiarów w funkcji współczynnika R zdefiniowanego jako stosunek obwodu bramki do jej powierzchni. Malejące zależności mierzonych parametrów w funkcji rosnącej wartości R są dowodem na to, że dany parametr ma charakterystyczny kopułowaty kształt rozkładu w płaszczyźnie powierzchni bramki z wartościami największymi na środku bramki i najmniejszymi na jej krawędziach. Taki kształt rozkładu przypisywany jest wpływowi naprężeń mechanicznych w dielektryku pod powierzchnią metalowej bramki struktury MOS. Opracowany został model analityczny rozkładów przestrzennych dla struktur z okrągłą bramką.

---

Characteristic properties of electrical parameters of MOS structures on Si substrates are discussed in this work. The investigated structures differed in shapes (square, circle) and dimensions of the aluminum metal gates. Values of some electric parameters (e.g. flat-band voltage in the dielectric, VG0) obtained on structures with different gate areas decrease monotonically with increasing parameter R, defined as the ratio of the gate perimeter to the gate area. It is found that VG0 values are different at the gate center and gate edges with higher values in the middle of the gate and lower values at the gate edges. Such behavior supports our hypothesis that mechanical stress distribution in the dielectric under the gate causes nonuniform distributions of some electric parameters over the gate area of MOS structure. A model is proposed of this distribution for MOS structures of circular shape which remains in agreement with experimental results.