Физика термохимической E-модели при описании временно-зависимого пробоя диэлектрика в тонких пленках SiO2 в слабом поле

Представлена физическая основа, лежащая в основе успешного применения термохимической E-модели для описания временно-зависимого пробоя диэлектрика (TDDB) в тонких пленках SiO2. Слабые химические связи могут разрушаться термически вследствие сильного дипольного взаимодействия собственных дефектных состояний с локальным электрическим полем в диэлектрике. Это диполь-полевое взаимодействие снижает энергию активации, необходимую для термического разрыва связей, и ускоряет процесс деградации диэлектрика. При смешении различных типов нарушенных связей в ходе испытаний TDDB тонких пленок SiO2 может возникать параметр ускорения полем γ, не зависящий от температуры, и энергия активации ΔH, не зависящая от поля. В то время как для каждого типа дефекта γ по отдельности демонстрирует ожидаемую зависимость 1/T, а ΔH линейно уменьшается с увеличением электрического поля, при наличии двух или более типов нарушенных связей может наблюдаться почти независимый от температуры γ и поле-независимый ΔH. Хорошее согласие долгосрочных данных TDDB с предсказаниями термохимической модели свидетельствует о том, что кислородная вакансии является важным собственным дефектом, ответственным за пробой, и что полe, а не ток, является основной причиной TDDB в условиях слабого поля.