DOI: 10.1051/jp3:1994235
J. Phys. III France 4 (1994) 1707-1721

Etude par pompage de, charge des défauts induits à l'interface Si-SiO par rayonnements ionisants

Jean-Luc Autran¹, Bernard Balland¹, Jean-Pierre Vallard¹ and Daniel Babot<sup>2

1</sup>  Laboratoire de Physique de la Matière, Associé au Centre National de la Recherche Scientifique, URA n° 358, Institut National des Sciences Appliquées de Lyon, Bâtiment 502, 20 avenue Albert Einstein, 69621 Villeurbanne Cedex, France
²  Equipe Contrôle Non Destructif par Rayonnements lonisants, Institut National des Sciences Appliquées de Lyon, Bâtiment 303, 20 avenue Albert Einstein, 69621 Villeurbanne Cedex, France

(Reçu le 28 mars 1994, accepté le 26 mai 1994)

Abstract
We have studied electrical defects of Si-SiO ₂, interface created by gamma rays (Co ⁶⁰) in submicrometer MOS transistors. By means of three-level charge pumping, the energy distribution of interface-trap parameters (emission times, cross sections, state density) has been determined in most of the silicon bandgap after different irradiations. We have shown the possibility of characterizing, using standard and three-level charge pumping, the oxide traps near the interface (border traps) induced by ionizing radiations. Their behaviour in emission regime is here investigated in terms of tunneling mechanism. We propose a new method, based on the three-level charge pumping technique, to determine the energy distribution of border traps.

Résumé
Nous avons étudié la réponse électrique des défauts de l'interface Si-SiO ₂ présents dans des transistors MOS submicroniques après exposition à une source de rayonnement gamma (Co ⁶⁰). La technique de pompage de charge à trois niveaux a permis de déterminer la distribution énergétique des paramètres des états d'interface (temps d'émission, sections efficaces de capture et densité d'états d'interface) dans la quasi-totalité de la bande interdite du silicium après différentes doses d'irradiation. Nous avons mis en évidence la possibilité de caractériser, par pompage de charge classique et à trois niveaux, les pièges d'oxyde proches de l'interface (états lents) induits par des rayonnements ionisants. Leur comportement en régime d'émission est ici examiné dans le cadre d'un mécanisme tunnel. Nous proposons une méthode originale, dérivée du pompage de charge à trois niveaux, pour déterminer la répartition spectrale de ces états lents.

© Les Editions de Physique 1994