Electrical characterization and gamma irradiation response of HFSIO4 metal oxide semiconductor (MOS) capacitors

Silikon pullar üzerinde oluşacak ya da kalacak en küçük kirlilik üretilen cihazların performanslarının doğrudan etkilemektedir. Bu yüzden çalışma kapsamında ilk olarak RCA wafer temizleme prosedürü 3 aşamada uygulanmıştır. Birincisi Organik temizlik bu aşamada, 5:1:1 H2O: H2O2: NH4OH karışımı ile olası organik kirliliklerin kaldırılması amaçlanmaktadır. İkinci ise iyonik temizlik Bu işlemde amaç, Si yonga üzerinde oluşabilecek iyonik ve ağır metal kirliliklerin 6:1:1 H2O:H2O2:HCl karışımı ile kaldırılmasıdır. Üçüncü ve son aşama ise oksit aşındırma belirli bir süre bekleyen Si yongalar üzerinde bir miktar oksit tabaka kendiliğinden büyüyebilir. Bu oksittin kaldırılması için seyreltilmiş HF çözeltisi kullanılır. HfSiO4 ince filmler magnetron saçtırma yöntemiyle (100) yönelimli p- tipi Si alt taşlar üzerine 200 W, 250 W, 300 W sputter güçlerinde 300 nm kalınlıklarında büyütüldü. Daha sonra ise 5000C, 750 0C, 1000 0C azot ortamında 40 dakika tavlandı. Bu farklı ince filimler MOS kapasitöre dönüştürülerek 50 kHz den 1 MHz farklı frekanslarda kapasitans-voltaj (C–V) ve kondüktans voltaj (G/ω–V) ölçümleri alıdı. Bu MOS kapasitörler arasında elektriksel olarak daha iyi sonuç veren MOS kapasitör son olarak radyasyonuna duyarlılıklarının çalışılması için 0' dan 70 Gy'e kadar GAMMACELL 220 Co-60 radyoaktif gamma kaynağı ile 0.0055 Gy/s doz hızında ışınlandı. Her bir ışınlama adımında örneklerin 1 MHz C-V ölçümleri alındı ve cihazların radyasyona duyarlılıkları düzbant (flatbad) ve ortabant (midgap) voltaj kaymaları kullanılarak incelendi.