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Mechanism of oxide thickness and temperature dependent current conduction in n^+-polySi/SiO_2/p-Si structures—a new analysis

引用

Journal of Semiconductors 2017年第10期38卷 50-55页

作者： Baoxing Sun Ruobing Xie Cun Yu Cheng Li Hongjie Xu Piyas Samanta Department of Physics Vidyasagar College for Women 39 Sankar Ghosh Lane Kolkata 700006 India

The conduction mechanism of gate leakage current through thermally grown silicon dioxide（Si02）films on（100） p-type silicon has been investigated in detail under negative bias on the degenerately doped n-type polysilicon（n^＋-polySi） *** analysis utilizes the measured gate current density JG at high oxide fields Eox in5.4 to 12 nm thick Si02 films between 25 and 300 ℃.The leakage current measured up to 300 ℃ was due to Fowler-Nordheim（FN） tunneling of electrons from the accumulated n^＋-polySi gate in conjunction with Poole Frenkel（PF） emission of trapped-electrons from the electron traps located at energy levels ranging from 0.6 to 1.12 eV（depending on the oxide thickness） below the Si02 conduction band（CB）.It was observed that PF emission current IPF dominates FN electron tunneling current IFN at oxide electric fields EOX between 6 and 10 MV/cm and throughout the temperature range studied *** of the mechanism of leakage current conduction through Si02 films plays a crucial role in simulation of time-dependent dielectric breakdown（TDDB） of metaloxide-semiconductor（MOS） devices and to precisely predict the normal operating field or applied gate voltage for lifetime projection of the MOS integrated circuits.

关键词： FN tunneling PF emission image force lowering trap depth

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