Der Metall-Oxid-Halbleiter Feldeffekttransistor (MOSFET) ist der Grundbaustein integrierter Schaltungen und damit der meisten modernen elektronischen Geräte. Er gilt als eine Schlüsseltechnologie und hatte maßgeblichen Anteil an der kulturellen, gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Entwicklungen der letzen Jahrzehnte. In Anbetatracht dessen ist es nicht verwunderlich, dass zu dessen Verbesserung ein enormer Aufwand betrieben wird.
Ein wesentlicher Aspekt in der Leistung und Zuverlässigkeit dieser Bauteile sind unvermeidbare Defekte auf atomarer Ebene, die während der Herstellung oder des Betriebs entstehen. Diese Defekte können Ladungsträger einfangen, und damit das Verhalten der Transistoren beeinflussen. Mit fortschreitender Miniaturisierung der Transistoren gewinnen solche Defekte zunehmenden Einfluss auf deren Verhalten. Effekte die durch diese Defekte entstehen sind unter Anderem Bias-Temperature-Instabilities (BTI), Random-Telegraph-Noise (RTN) und Hot-Carrier-Degradation (HCD).
Mit der Weiterentwicklung des MOSFET wurden verschiedene Messverfahren entwickelt, um die Vielzahl an Effekten zu studieren welche diese Bauteile beeinflussen. In den letzen Jahren ermöglichte die Miniaturisierung der Transistoren die Entwicklung neue Messverfahren, welche die detailierte Charakterisierung einzelner Defekte erlauben. Diese Messungen erlauben die Verifizierung und Verbesserung detailierter Einzeldefektmodelle, welche die atomistische Natur oder den Ladungsträgeraustausch dieser Defekte beschreiben. Gleichzeitig stellt es neue Herrausforderungen für die Charaterisierung einer Technologie dar, da viele dieser Einzeldefekte erforscht werden müssen um Aussagen über die Mittelwerte und Verteilungen der Auswirkungen der Defekte auf die Bauteile treffen zu können. Dies erfordert Verbesserungen der experimentellen Ansätze und der Datenauswertungen.
Diese Arbeit befasst sich mit der messtechnischen Charakterisierung und der theoretischer Beschreibung dieser Defekte und beschreibt die Messdatenanalyse in Verbindung mit TCAD Simulationen. Unterschiedliche Charakterisierungs- und Simulationsmethoden werden verwendet um Defekte in drei verschiedenen Technologien zu untersuchen, und Rückschlüsse auf deren Verteilungen und physikalischer Natur zu ziehen.
