極薄酸化・窒化・酸化複合膜の低電圧領域における電気伝導機構のWKB近似による理論的解析
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概要
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不均一結晶粒径をもつ凹凸多結晶Si蓄積電極, 酸化・窒化・酸化複合膜, 多結晶Siプレート電極からなるキャパシタの漏れ電流・印加電圧特性において, プレート電極に負電圧を印加する場合, 漏れ電流が平板型のSTCと比較して容量面積の比率以上に増加する. 隣接するグレーン間に形成されるプレート電極エッジ部分において電界集中が生じ,それが直接トンネリングを誘起すると仮定して, この現象をWKB近似により理論解析をする. 更に, 球の一部と仮定されたプレート電極エッジの曲率半径が, 1個のキャパシタアレー内において正規分布するとして, 漏れ電流を計算する. 電界集中係数, 有効質量, およびプレート電極エッジ部分曲率半径の正規分布における標準偏差により, 実測された漏れ電流・印加電圧特性へのフィティングを行い, その結果について議論する. 電界集中係数を1.5, 有効質量を0.25m_0(m_0は電子の真空中の質量), および標準偏差を1.5nmと仮定した場合, 計算より求められた漏れ電流の増加率は, 印加電圧が-2.5Vから-3.0Vの範囲で, 厳密には実測値に一致しないのではあるが, 近い値を示す. すなわち, 凹凸多結晶Siをもつキャパシタの漏れ電流がSTCとの容量面積比率以上増加する現象を説明できる. 計算によって求めた漏れ電流の印加電圧に対する増加率が実測値と一致しない理由に関しても若干の考察を行う.
- 社団法人電子情報通信学会の論文
- 1997-01-25
著者
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