The charge transport mechanism and electron trap nature in thermal oxide on silicon

Abstract

The charge transport mechanism of electron via traps in amorphous SiO 2 has been studied. Electron transport is limited by phonon-assisted tunneling between traps. Thermal and optical trap energies W t = 1.6 eV, W opt = 3.2 eV, respectively, were determined. Charge flowing leads to oxygen vacancies generation, and the leakage current increases due to the increase of charge trap density. Long-time annealing at high temperatures decreased the leakage current to initial values due to oxygen vacancies recombination with interstitial oxygen. It is found that the oxygen vacancies act as electron traps in SiO 2 .

Charge Transport Mechanism and Trap Origin in Methyl‐Terminated Organosilicate Glass Low‐κ Dielectrics

“…It is reliably established that the oxygen vacancies in SiO 2 are the traps with energy 1.6 eV. [ 33 ] A trap with an energy of ≈1.2 eV in SiO 2 is most likely an oxygen divacancy, as it follows from the analysis of oxygen vacancy–related defect center annealing kinetics and thermally stimulated current. [ 34,35 ] Thus, we can assume that the trap energy value 1.2 eV in the studied SiCOH low dielectric is due to SiSiSi oxygen divacancies.…”

“…This value is close to the thermal ionization energy 1.6 eV of the oxygen vacancy in SiO 2 . [ 33 ] It is interesting to note that if we take the luminescence with the energy of 3.6 eV for a given PLE peak, we also get (6.1 − 3.6)/2 = 1.25 eV for the W t estimation.…”

Оптические свойства нестехиометрического оксида кремния SiO-=SUB=-x-=/SUB=- (x<2)

“…В данной работе мы попытались воспроизвести электронную структуру и оптические свойства SiO x с помощью первопринципного моделирования простой модельной структуры SiO x , представляющей собой некий промежуточный вариант между RM-и RB-моделями. Расчетное значение E g = 8.0 eV для SiO 2 согласуется с известными из литературы данными [20,21], тогда как для чистого кремния расчет переоценивает E g , что можно объяснить использованием в расчетах точной структуры α-SiO 2 и модельной для Si.…”

Наноразмерные флуктуации потенциала в SiO-=SUB=-x-=/SUB=-, синтезированном плазмохимическим осаждением

“…5, b). Расчетное значение E g = 8.0 eV для SiO 2 согласуется с известными из литературы данными [25,30] [31]. Для этой модели локальные электрические поля способствуют пространственному разделению рождаемых электронно-дырочных пар.…”