Mecanismos de conducción a través del aislante de puerta en estructuras MOS (Metal-Oxido-Semiconductor) - Miranda, Enrique Alfredo (2002)
Hemos analizado los distintos modos de conducción que tienen lugar a través delaislante de puerta en estructuras Metal-Oxido-Semiconductor (MOS). En especial, por susimplicancias en las tecnologías microelectrónicas, se ha puesto énfasis en lo concerniente aldióxido de silicio (SiO2). Dependiendo del rango de voltajes y de espesores de aislanteconsiderados, el SiO2 exhibe diferentes comportamientos que requieren un estudioparticularizado. Cuando el óxido es muy delgado (<5-6nm), la corriente de túnel a altas tensionespresenta unas oscilaciones que pueden interpretarse, a partir de la mecánica cuántica, comoconsecuencia de la reflexión parcial de la función de onda electrónica en la interfaz anódicade la estructura. Nosotros hemos propuesto un modelo semi-empírico que logra captar laforma de las características de conducción en todo el rango de tensiones permitidos y paratodos los espesores en los que el fenómeno es observable. Al aplicar un estrés eléctrico, la corriente de túnel a bajas tensiones exhibe uncrecimiento anómalo que puede atribuirse a la generación de trampas en el seno del aislante. Este mecanismo de conducción se denomina SILC (stress-induced leakage current). Por otrolado, para óxidos más gruesos (>10nm), es posible detectar un cambio en el estado de cargadel aislante a partir del desplazamiento de la curvas características capacidad-tensión ycorriente-tensión. Hemos propuesto una sencilla modificación de la expresión que se utilizahabitualmente para la corriente de túnel Fowler-Nordheim, la cual permite dar cuenta dedicho comportamiento. Finalmente, se presenta una ampliación de un modelo de conducción que permiteexplicar de manera consistente los dos modos de ruptura (SOFT y HARD) que tienen lugaren óxidos ultra-delgados. El modelo se basa en la física de los sistemas conductoresmesoscópicos y las propiedades de transmisión de los denominados contactos puntualescuánticos. Hasta ahora, este es el único modelo analítico disponible que puede explicarnumerosos hechos experimentales relacionados con el fenómeno bajo estudio.