Резюме англійською мовою

Бібліографія в кінці розділів

ПОДЯКА.....З
ПЕРЕДМОВА від Жан-П'єра Колінжа.....5
ПЕРЕДМОВА.....6
ПЕРЕЛІК ГОЛОВНИХ УМОВНИХ СКОРОЧЕНь ТА ПОЗНАЧЕНЬ.....11
ЧАСТИНА І
ЕВОЛЮЦІЯ СТРУКТУР «КРЕМНІЙ-НА-ІЗОЛЯТОРІ» ТА ЇХ КЛЮЧОВІ ВЛАСТИВОСТІ
ВСТУП.....13
Розділ 1.1. Принципові переваги КНІ КМОН-приладів порівняно з аналогами на об'ємному кремнії.....14
1.1.1. Підвищена надійність і радіаційна стійкість КНІ КМОН-приладів.....15
1.1.2. Зниження паразитної ємності та підвищення швидкодії.....17
1.1.3. Зниження напруги живлення та енергоспоживання.....17
1.1.4. Функціонування за високих температур.....18
Розділ 1.2. Мініатюризація МОН-транзисторів на основі об'ємного кремнію і структур кремній-на-ізоляторі.....19
1.2.1. Короткоканальні ефекти в MOН-транзисторах.....19
1.2.2. Мініатюризація МОН-транзисторів на основі принципу електростатичної подібності та її фізичні обмеження.....20
1.2.3. Сучасна стратегія мініатюризації МОН-транзисторів 21
1.2.4. Різновиди KHÎ МДН-транзисторних структур з двостороннім, тристороннім і навкружним затвором.....22
1.2.5. Зв’язок між геометрію структури та короткоканальними ефектами.....25
Розділ 1.3. Технології створення КНІ-систем.....26
1.3.1. Кремній на сапфірі.....26
1.3.2. Зонна перекристалізація полікристалічного кремнію.....27
1.3.3. Іонний синтез скритого діелектрика (SIMOX).....28
1.3.4. Метод твердофазного зрощування пластин.....29
1.3.5. Метод керованого відколу (Smart Сиt®).....31
1.3.6. Перенесення епітаксійного шару (ELTRAN®).....32
Розділ 1.4. Принципові електрофізичні властивості КНІ МДН-структур.....33
1.4.1. Частково та повністю збіднені КНІ МДН-структури 33
1.4.2. Підпороговий нахил у частково та повністю збіднених КНІ МДН-транзисторах .... 35
1.4.3. Ефект електростатичного зв’язку меж поділу в повністю збіднених КНІ МДН-структурах.....38
1.4.4. Вплив квантово-розмірних ефектів на порогову напругу в тонких і вузьких КНІ МДН-транзисторах.....40
1.4.5. Ефект об’ємної інверсії.....42
Розділ 1.5. Рухливість носіїв заряду в КНІ МОН-транзисторах.....43
1.5.1. Рухливість носіїв заряду в КНІ МОН-транзисторах із одностороннім затвором.....43
1.5.2. РУХЛИВІСТЬ НОСІЇВ заряду в КНІ МОН-транзисторах із двостороннім затвором.....44
ПІДСУМКИ......48
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ.....49
ЧАСТИНА ІІ
МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРОФІЗИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК КНІ-СТРУКТУР І ПРИЛАДІВ
ВСТУП.....57
Розділ 2.1. Визначення порогової напруги в сучасних КНІ МДН -транзисторах.....58
2.1.1. Аналіз критеріїв порогової напруги в КНІ МДН-транзисторах із нелегованим каналом.....59
2.1.2. Методи експериментального визначення порогової напруги в МДН-транзисторі, що базуються на критерії максимуму другої похідної інверсійного заряду.....60
2.1.2.1. Метод d(gm/ID)/dVg для визначення порогової напруги.....61
2.1.2.2. Вплив польової залежності рухливості носіїв заряду на визначення порогової напруги методами d(gm/ID)/dVg і dgm/dVg.....63
2.1.2.3. Вплив величини напруги стоку на визначення порогової напруги методами dgm/dVg i d(gm/ID)/dVg.....68
2.1.3. Метод визначення порогової напруги, що базується на критерії рівності дифузійної та дрейфової компонент струму стоку.....75
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ.....82
Розділ 2. 2. Ємнісні характеристики КНІ структур і приладів.....84
ВСТУП.....84
2.2.1. Вольт-фарадні характеристики НДН КНІ-варакторів.....84
2.2.2. Вольт-фарадні характеристики МДН КНІ-варакторів.....91
2.2.3. Вольт-фарадні характеристики КНІ-діодів, керованих затвором.....92
2.2.4. Застосування методу «split-CV> для визначення ефективної рухливості носіїв заряду у КНІ МДН-транзисторах.....97
2.2.5. Метод визначення профілю легуючої домішки та дрейфової рухливості носіїв заряду в кремнієвій плівці КНІ-структур.....99
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ.....102
Розділ 2. 3. Генераційно-рекомбінаційні процеси в тонкоплівкових КНІ МДН-структурах та їх характеризація.....104
ВСТУП......104
2.3.1. Визначення рекомбінаційних параметрів у тонкоплівкових КНІ МДН-струкгурах методом прямозміщеного діода, керованого затвором.....105
2.3.1.1. Моделювання об’ємної та поверхневих компонент рекомбінаційного струму в тонкоплівковому КНІ-діоді, керованому затвором.....106
2.3.1.2. Визначення ефективного рекомбінаційного часу життя в повністю збіднених КНІ МДН-приладах за допомогою застосування двохзатворного режиму.....110
2.3.1.3. Визначення рекомбінаційного часу життя в плівці КНІ і швидкостей поверхневої рекомбінації на її верхній та нижній поверхнях у режимі незалежного зміщення затвора та підкладки.....112
2.3.2. Дослідження механізмів рекомбінації та визначення рекомбінаційних параметрів в UNIBOND, SIMOX та ZMR КНІ-структурах.....116
2.3.3. Визначення генераційних параметрів у тонкоплівкових КНІ МДН-структурах методом зворотно зміщеного діода, керованого затвором, та його застосування при високих температурах.....119
2.3.3.1. Аналіз поведінки компонент генераційного струму в КНІ-діоді, керованому затвором.....121
2.3.3.2. Визначення ефективного генераційного часу життя за допомогою застосування, двозатворного режиму.....125
2.3.3.3. Визначення об’ємного генераційного часу життя в плівці КНІ і швидкостей поверхневої генерації на її верхній та нижній поверхнях при застосуванні незалежного зміщення затвора та підкладки.....126
2.3.4. Застосування методу зворотно зміщеного діода, керованого затвором, для до¬слідження генераційних процесів у ZMR та UNIBOND КНІ-структурах.....129
ПІДСУМКИ.....134
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ.....135
ЧАСТИНА III
ЕЛЕКТРИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ СУЧАСНИХ КНІ МДН-ПРИЛАДІВ
ВСТУП.....137
Розділ 3. 1. Електричні властивості КНІ МДН-структур із ультратонкою кремнієвою плівкою.....137
3.1.1. Особливості зарядового зв’язку меж поділу в КНІ МДН-структурах із ультратонкою кремнієвою плівкою.....138
3.1.1.1. Аналіз експериментальних даних і результатів чисельного моделювання.....140
3.1.1.2. Порівняння результатів чисельного моделювання з моделлю Ліма-Фоссума та експериментальними даними.....142
3.1.1.3. Вплив ефектів квантування на характеристики зарядового зв’язку меж поділу в КНІ МДН-структурах із ультратонкою кремнієвою плівкою.....145
3.1.1.4. Аналітична модель зарядового зв’язку меж поділу в КНІ МДН-структурах із ультратонкою слабо легованою чи нелегованою кремнієвою плівкою.....147
3.1.2. Рухливість носіїв заряду в КНІ МДН-транзисторах із ультратонкою нелегованою кремнієвою плівкою і high-k затворним діелектриком.....158
3.1.3. Вплив зміщення підкладки на струм витоку затворного діелектрика і відношення струму стоку до струму затвора в КНІ МДН-транзисторах із ультратонким затворним діелектриком.....168
ПІДСУМКИ.....171
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ.....172
Розділ 3. 2. Електричні властивості нанотранзисторних структур КНІ з тристороннім затвором типу FinFET.....175
3.2.1. Ефективна рухливість носіїв заряду в транзисторних структурах із тристороннім затвором типу FinFET.....176
3.2.1.1. Ефективна рухливість у FinFET структурах із нелегованим каналом.....178
3.2.1.2. Ефективна рухливість у FinFET структурах із сильнолегованим каналом.....186
3.2.2. Особливості ефекту зміщення підкладки в КНІ-транзисторах типу FinFET.....188
3.2.3. Ефект зменшення тунельного струму затворного діелектрика в FinFET структурах.....192
ПІДСУМКИ.....197
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ.....199
Розділ 3. 3. Безперехідні МДН-транзистори: електричні властивості та методи їх діагностики.....202
3.3.1. Фізичні основи безперехідного транзистора.....202
3.3.1.1. Механізми провідності.....204
3.3.1.2. Зменшене електричне поле в каналі безперехідних транзисторів.....205
3.3.1.3. Зменшення короткоканальних ефектів у безперехідних транзисторах.....208
3.3.2. Методи визначення базових електричних параметрів безперехідних транзисторів.....209
3.3.2.1. Визначення порогової напруги в безперехідних нанодротових транзисторах.....209
3.3.2.2. Метод визначення напруги плоских зон і концентрації легуючої домішки в безперехідних нанодротових транзисторах.....225
3.3.3. Ефективна рухливість в сильно легованих безперехідних нанодротових транзисторах.....230
3.3.4. Різкий підпороговий нахил у безперехідних нанодротових транзисторах у режимі ударної іонізації.....237
3.3.5. Телеграфний шум у безперехідних нанодротових транзисторах.....246
ПІДСУМКИ.....250
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ.....251

Монографію присвячено фізиці та електричній діагностиці наноелектронних структур і приладів на основі систем кремній-на-ізоляторі (КНІ). Розглянуто принципові переваги КНІ-приладів порівняно з приладами на об’ємному Sі, а також головні сфери їх застосування. Велику увагу приділено новітнім структурам нанорозмірних польових транзисторів на основі КНІ, а саме: КНІ-транзисторам з ультратонкою кремнієвою плівкою, нанодротовим транзисторам з багатостороннім затвором та безперехідним нанодротовим транзисторам. Розглянуто специфічні електричні властивості цих нанотранзисторних структур, а також методи визначення їх параметрів.
Наведено результати досліджень всесвітньо відомих вчених з фізики кремнію-на-ізоляторі, а також авторів монографії, опубліковані в провідних міжнародних журналах і визнаних міжнародною науковою спільнотою.
Зазначимо, що досі в Україні не видано жодної монографії, присвяченої фізиці і діагностиці кремнію-на-ізоляторі, хоча на сьогодні кремній-на-ізоляторі визнано найдосконалішою і найперспективнішою технологією створення ключових електронних компонентів та надвеликих інтегральних схем з нанорозмірними елементами, надвисокою швидкодією, низькою напругою живлення та наднизьким енергоспоживанням для сучасних портативних електронних пристроїв.
Для наукових та інженерно-технічних працівників, що спеціалізуються в галузі напівпровідникової електроніки, а також для викладачів, аспірантів і студентів вишів, які цікавляться сучасним станом мікро- та наноелектроніки.