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An observation by photoconductivity of strain splitting of shallow bulk donors located near to the surface in silicon mos devices

1976; Elsevier BV; Volume: 20; Issue: 1 Linguagem: Alemão

10.1016/0038-1098(76)91703-8

1879-2766

R. J. Nicholas, K. von Klitzing, R. A. Stradling,

Silicon Nanostructures and Photoluminescence

Photoconductivity is observed in n-channel inversion Si MOSFETS at 4.2 K at infrared frequencies up to 700 cm−1. Two groups of sharp lines of opposite sign are observed in the regions of 300 and 650 cm−1 together with a continuum of transitions starting at ∼ 350 cm−1. The sharp lines are interpreted as bound transitions from shallow neutral phosphorous donors and boron acceptors on either side of the depletion layer. The angular dependence of the Zeeman splitting of the sharp lines demonstrates that the normal 90° symmetry of the 100 surface is lifted for devices with thin metal gates due to the presence of a strong unixial stress component. An n - leitenden Silizium-Inversionsrandschichten (MOSFETS) wurde bei 4.2K die Photoleitfähigkeit bei Infrarotfrequenzen bis 700 cm−1 gemessen. In den Bereichen um 300 cm−1 und 650 cm−1 wurden zwei Gruppen von scharfen Linien mit entgegengesetztem Vorzeichen beobachtet, zusammen mit einem Kontinuum, das bei 350 cm−1 begann. Die scharfen Linien werden als Übergänge zwischen gebundenen Zuständen von flachen, neutralen Phosphor-Donatoren und Bor-Akzeptoren auf beiden Seiten der Verarmungsrandschicht gedeutet. Dei Winkelabhängigkeit der Zeeman-Aufspaltung der scharfen Linien zeigt, dass die normale 90° - Symmetrie der (100) Oberferfläche aufgehoben ist für MOSFETS mit dünnen Metall-Gate-Elektroden, und zwar aufgrund von erheblichen, uniaxialen Spannungskomponenten.