Туннелирование и пробой Опции

[BarsMonster]

Вопрос о масштабах:
Нашел что пробой SiO2 начинается на 0.8 - 1.1 V на нм, а туннелирование через 1нм SiO2 - 10^6 А/м2 даже при 1 вольте.

Или я ошибаюсь где-то, или устройства на тунельных эффектах просто не должны работать :-)
Что можно почитать по этой теме?

Сообщение отредактировал BarsMonster - Oct 2 2010, 23:10

[Tanya]

Что можно почитать по этой теме?

А что Вас интересует?

[zzzzzzzz]

Вопрос о масштабах:
Нашел что пробой SiO2 начинается на 0.8 - 1.1 V на нм, а туннелирование через 1нм SiO2 - 10^6 А/м2 даже при 1 вольте.

Весьма популярная книжка по технологии была в свое время - С.Зи. С тех пор более качественного учебника по общим вопросам не встречал.
Пробой могу подтвердить, - на практике 500 А^о затворы держат около 50 В. Т.е. 1 В на 1 нм.
А с туннелированием Вас как-то немного обманывают. 1мкА/1мкм² случится где-то в районе порядка десятков вольт. Т.е, например, для тех же 50 нм ток в 20 нА можно ожидать где-то в районе 30 В. Естественно, всё определяется качеством окисла. Для очень тонких окислов, правда, работает уже другая физика. Там влияние дефектов окисла и поверхностных состояний значительно сильнее. Возможно, речь шла как раз о толщинах порядка единиц нм.

[nikolascha]

У нас для окисла 7.5 нм пробой 7-8 В, но, я так понимаю, что пробой начинается с туннелирования, после прохождении определённого заряда через окисел наступает пробой, т.е. окисел разрушается (становится проводящим). Другими словами, при напряжении 5 В окисел пробъётся за несколько часов, на 7 В за несколько секунд, а на 7.5 В за доли секунды. Это, вроде как, известная в литературе зависимость, исходя из которой выбирают напряжение и время программирования, чтобы обеспечить необходимое число циклов стирания/записи ячейки ЭСППЗУ.

[zzzzzzzz]

У Вас не тот окисел. Для памяти ведь используют Si₃N₄. Да еще и с квази-слоем "ловушек" для заряда.
Более корректно посмотреть в сторону диодов Шоттки. Но и там не всё так прямолинейно из-за краевых эффектов.

[nikolascha]

У Вас не тот окисел. Для памяти ведь используют Si₃N₄. Да еще и с квази-слоем "ловушек" для заряда.

Вы наверно имеете ввиду ячейку не на туннелировании, а на горячих носителях... Я конечно не технолог и могу ошибаться, но на 90% у нас в тунельном окисле только SiO₂, Si₃N₄ используется в межслойном диэлектрике между двумя затворами.

[Tanya]

Вопрос о масштабах:
Нашел что пробой SiO2 начинается на 0.8 - 1.1 V на нм, а туннелирование через 1нм SiO2 - 10^6 А/м2 даже при 1 вольте.

Может быть, корень Ваших заблужденией в том, что тут эффекты нелинейные. Например, при толщине 1 нм никакого пробоя не будет.
Даже при напряжении больше вольта... А туннелирование тоже нелинейно зависит от расстояния...Очень.
Вот и получается, что туннелирование начинается, а пробой кончается...

[zzzzzzzz]

Вы наверно имеете ввиду ячейку не на туннелировании, а на горячих носителях... Я конечно не технолог и могу ошибаться, но на 90% у нас в тунельном окисле только SiO₂, Si₃N₄ используется в межслойном диэлектрике между двумя затворами.

Да всё правильно, первый (нижний) окисел SiO2, но потенциал прикладывается к верхнему затвору. Т.е. начало туннелирования надо пересчитывать, исходя из получаемой напряженности поля в первом окисле, но не из потенциала на верхнем затворе.
Впрочем, чего это мы углубляемся, в книжках всё это хорошо расписано. Хоть в том же Зи.

[nikolascha]

Да всё правильно, первый (нижний) окисел SiO₂, но потенциал прикладывается к верхнему затвору. Т.е. начало туннелирования надо пересчитывать, исходя из получаемой напряженности поля в первом окисле, но не из потенциала на верхнем затворе.

Я приводил даные как раз для случая, когда напряжение прикладывается к первому (плавающему) затвору, т.е. непосредственно на инжектор, т.к. для программирования на управляющий затвор подаётся напряжение 14-16 В.

[BarsMonster]

Возможно, речь шла как раз о толщинах порядка единиц нм.

Да, в данном случае речь именно о слое в 1нм, понятно что с ростом расстояния туннелирование очень быстро и нелинейно падает.

[zzzzzzzz]

Да, в данном случае речь именно о слое в 1нм, понятно что с ростом расстояния туннелирование очень быстро и нелинейно падает.

Ну, для таких толщин, в несколько межатомных расстояний, остается верить тому, что говорят экспериментаторы. Так как это слабо поддается описанию в классическом виде. Сплошь - чудеса, поверхностные и краевые эффекты. Физика с математикой туда пока заглядывают так, поглядеть. И уползают обратно.

[DS]

А как Вы собираентесь гарнтировать толщину 1 нм ? Это же считанные атомные слои. Из чистой статистики у Вас толщина будет плавать на десятки процентов, а учитывая, что туннельный ток растет по экспоненте - можно получить самый разный результат в одних и тех же условиях.

[Tanya]

А как Вы собираентесь гарнтировать толщину 1 нм ? Это же считанные атомные слои. Из чистой статистики у Вас толщина будет плавать на десятки процентов, а учитывая, что туннельный ток растет по экспоненте - можно получить самый разный результат в одних и тех же условиях.

Иначе говоря, ток будет течь в самом тонком месте.

[zzzzzzzz]

Иначе говоря, ток будет течь в самом тонком месте.

Это как атомы встанут. Все два.
Где-то читал про японскую установку легирования для глубокого субмикрона.
Так вот у неё индикатор дозы показывает в атомах на кв. микрон.
Типа, поперчить и посолить...

Если верить склерозу, межатомное расстояние в кремнии 0.5 нм.

[Tanya]

Если верить склерозу, межатомное расстояние в кремнии 0.5 нм.

Мой склероз подсказывает, что в таком случае кремний был бы неплохим материалом для аэростатов. Ну не совсем, конечно...