view in publisher's site

Current Transport and Maximum Dielectric Strength of Silicon Nitride Films

Measurements of current‐voltage characteristics have been performed on Au‐Si3N4‐Mo and Au‐Si3N4‐Si (degenerate substrate) structures of various nitride‐film thicknesses from 300 Å to 3000 Å and over a range of temperatures. The films are deposited by the process of reaction of SiCl4 with NH3. It is found that at any given temperature and electric field, the current transport is essentially independent of the substrate material, the film thickness, or the polarity of the electrodes.It is proposed that the current‐transport mechanisms are bulk controlled rather than electrode controlled. The conduction‐current density, J, is the sum of three contributions: J = J1+J2+J3, where J1∼E exp {−q[φ1 − (qE/πε0εd)½]/ kT}, J2∼E2 exp (−E2/E), and J3∼E exp (−qφ3/kT). At high fields and high temperatures J1 dominates the current conduction (the Poole‐Frenkel effect or internal Schottky effect); one obtains a barrier height of (1.3±0.2) V for φ1 and a value of 5.5±1 for the dynamic dielectric constant εd. At high fields and low temperatures J2 dominates as a result of field ionization of trapped electrons (presumably from the same centers as for J1) into the conduction band; one obtains a value for the field E2 of the order of 6×107 V/cm. At low fields and moderate temperatures J3 dominates because of the hopping of thermally excited electrons from one isolated state to another yielding Ohmic characteristics and a thermal‐activation energy qφ3 of about 0.1 eV.At low temperatures the maximum dielectric strength approached ∼107 V/cm. At high temperatures where J1 dominates the current conduction, the maximum dielectric strength, which is limited by thermal instability, decreases as (φ1 − CT)2, where C is a function of the thermal conductivity of the nitride films.

انتقال فعلی و حداکثر مقاومت دی‌الکتریک فیلم‌های سیلیکون nitride

بررسی ویژگی‌های ولتاژ جاری بر روی ساختارهای Au - Mo - Mo - Si (زیرلایه منحط)از thicknesses مختلف nitride با ضخامت ۳۰۰ تا ۳۰۰۰ A و در طیف وسیعی از دما انجام شده‌است. فیلم‌ها با فرآیند واکنش of با NH [ ۳ ] ته‌نشین می‌شوند. مشاهده شده‌است که در هر دما و میدان الکتریکی، حمل و نقل جریان اساسا مستقل از ماده زیرین، ضخامت فیلم یا قطبیت مولکول‌ها گفته می‌شود که مکانیسم‌های حمل و نقل جریان به جای کنترل‌شده شدن الکترود، به صورت عمده کنترل می‌شوند. چگالی جریان الکتریکی، J، مجموع سه سهم است: J = J۱ + J۲ + J۳، که در آن J۱E exp { - q [ ۱ - (qE / E)، J۲E۲ exp (- E۲ / E)، و J۳E exp (- E۲)، و J۳E exp (- E۲). در میدان های بالا و دماهای بالا J۱ بر رسانش جریان (اثر Poole - frenkel یا اثر Schottky درونی)غالب است؛ یک ارتفاع مانع (۱.۳ ± ۰.۲)V برای ϕ ۱ و مقدار ۵.۵ ± ۱ برای ضریب دی‌الکتریک پویا ثابت بدست می‌آید. در میدان های بالا و دمای پایین J۲ در نتیجه یونیزاسیون میدان در الکترون‌های به‌دام‌افتاده (احتمالا از همان مراکز به عنوان J۱)در نوار هدایت غالب است؛ یک مقدار برای محدوده E۲ ترتیب ۶ * ۱۰۷ V / cm کسب می‌کند. در میدان های کم و دماهای متوسط، of به دلیل جهش الکترون‌های دارای حرارت از یک حالت ایزوله شده به یک حالت ایزوله شده دیگر و انرژی فعال‌سازی گرمایی در حدود ۰.۱ eV.At در دمای کم، ماکزیمم مقاومت دی‌الکتریک به ۱۰۷ V / cm ۲ می‌رسد. در دماهای بالا که در آن J۱ بر هدایت جریان غالب است، حداکثر مقاومت دی‌الکتریک که به دلیل ناپایداری حرارتی محدود است، به صورت (۱ - CT)۲ کاهش می‌یابد که در آن C تابعی از رسانایی حرارتی فیلم‌های نیترید است.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله General Physics and Astronomy
  • ترجمه مقاله General Physics and Astronomy
  • مقاله فیزیک و ستاره‌شناسی عمومی
  • ترجمه مقاله فیزیک و ستاره‌شناسی عمومی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.