Отжиг электростатических дефектов полупроводниковых биполярных изделий
Диссертация
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: на основе обзора литературы сравнить виды дефектов биполярных ППИ, возникающих при воздействии радиации и ЭСР, приводящие к параметрическим отказамизучить процесс отжига электрических параметров кремниевых биполярных ИС, подвергшихся воздействию ЭСРисследовать влияние циклических воздействий «ЭСР-отжиг» на параметры… Читать ещё >
Содержание
- Введение. Общая характеристика работы
- Глава 1. Дефекты кремниевых биполярных изделий, возникающие при воздействии радиации и электростатических разрядов
- 1. 1. Влияние радиации на полупроводниковые изделия
- 1. 1. 1. Виды радиационных повреждений
- 1. 1. 2. Ток ионизации в /7-и-переходе
- 1. 1. 3. Влияние облучения на элементы биполярных ИС
- 1. 2. Отжиг радиационных дефектов
- 1. 2. 1. Быстрый отжиг
- 1. 2. 2. Медленный отжиг
- 1. 2. 3. Термический отжиг
- 1. 2. 4. Отжиг под воздействием электрического режима
- 1. 3. Воздействие ЭСР на полупроводниковые (кремниевые) изделия
- 1. 3. 1. Актуальность рассмотрения проблемы воздействия ЭСР на полупроводниковые изделия
- 1. 3. 2. Природа возникновения электростатических зарядов при производстве ПНИ
- 1. 3. 3. Повреждения, возникающие в кремниевых полупроводниковых изделиях под воздействием ЭСР
- 1. 3. 4. Влияние ЭСР на транзисторы
- 1. 3. 5. Влияние ЭСР на биполярные ИС
- 1. 4. Отжиг электростатических дефектов
- 1. 1. Влияние радиации на полупроводниковые изделия
- Выводы к главе
- Глава 2. Отжиг электростатических дефектов биполярных транзисторов
- 2. 1. Методика проведения экспериментов по изучению явления отжига электростатических дефектов
- 2. 1. 1. Описание установки генерирования электростатических разрядов
- 2. 1. 2. Методика определения опасного и допустимого потенциала
- 2. 2. Влияние статического электричества на транзисторы КТ3107 и КТ
- 2. 2. 1. Техническое описание транзисторов КТ 3107 и КТЗ
- 2. 2. 2. Экспериментальная проверка влияния статического электричества на транзисторы КТЗ 107 и КТЗ
- 2. 3. Кинетика восстановления коэффициента усиления тока в схеме с общим эмиттером транзисторов КТЗ 102 и КТЗ
- 2. 4. Расчет энергии активации отжига
- 2. 1. Методика проведения экспериментов по изучению явления отжига электростатических дефектов
- Выводы к главе
- Глава 3. Отжиг электростатических дефектов биполярных интегральных схем
- 3. 1. Отжиг электростатических дефектов ИС серии
- 3. 1. 1. Технические характеристики ИС серии
- 3. 1. 2. Испытание на надежность ИС серии
- 3. 1. 3. Иллюстрация отжига электростатических дефектов на примере изменения В АХ ИС серии
- 3. 2. Отжиг электростатических дефектов ИС серии КР142ЕН
- 3. 2. 1. Технические характеристики ИС серии КР142ЕН
- 3. 2. 2. Восстановление выходного напряжения ИС серии
- 3. 1. Отжиг электростатических дефектов ИС серии
- 4. 1. Влияние циклического воздействия «ЭСР-отжиг» на параметры маломощных транзисторов типа КТ639А
- 4. 1. 1. Техническое описание транзисторов типа КТ639А
- 4. 1. 2. Влияние.статического электричества на транзисторы КТ639А
- 4. 1. 3. Описание эксперимента по изучению циклического воздействия «ЭСР-отжиг» на параметры транзисторов
- 4. 1. 4. Способ разделения транзисторов по стабильности обратных токов
- 4. 2. Влияние циклического воздействия «ЭСР-отжиг» на параметры маломощных транзисторов типа КТЗ 12А
- 4. 2. 1. Техническое описание транзисторов типа КТЗ 12А
- 4. 2. 2. Влияние статического электричества на транзисторы КТЗ 12А
- 4. 2. 3. Циклическое воздействие «ЭСР-отжиг» на параметры транзисторов типа КТЗ12А
- 4. 3. Способ выборочного контроля надежности транзисторов в партии на основе исследования циклических воздействий «ЭСР-отжиг» Выводы к главе 4 Основные результаты и
Список литературы
- How to defeat electrostatic discharge // IEEE Spectrum. 1989. № 8. P.36−40.
- Горлов М.И., Андреев A.B., Воронцов A.B. Воздействие электростатических разрядов на изделия полупроводниковой электроники и радиоэлектронную аппаратуру. Воронеж: Издательство ВГУ, 1997. — 160 с.
- Болотов В.В., Коротченко В. А., Мамонтов А. П. Радиационные эффекты в полупроводниках при малых дозах облучения частицами // Физика и техника полупроводников, 1980, т. 14, вып.11. С. 2257−2260.
- Мырова А.О., Чепиженко А. З. Обеспечение радиационной стойкости аппаратуры связи. М.: Радио и связь, 1983. — 215 с.
- Черданцев П. А. Чернов И.П., Тимошенков Ю. А. Динамика аннигиляции дефектов в полупроводниковых кристаллах под действием малых доз облучения // Физика и техника полупроводников, 1984, т. 18, № 11. С. 2061−2065.
- Каверзнев В.А., Зайцев A.A., Овечкин Ю. А. Статическое электричество в полупроводниковой промышленности. М.: Энергия, 1975. — 152 с.
- Трошева Г. Д. Защита полупроводниковых приборов и интегральных схем от статического электричества: Обзоры по электронной технике. Сер.2. «Полупроводниковые приборы». 1980. Вып. 4 (712). -45 с.
- Горлов М.И. Воздействие электростатических зарядов на полупроводниковые приборы и интегральные схемы в технологии, при испытаниях и эксплуатации: Обзоры по электронной технике. Сер.З. «Микроэлектроника». 1988. Вып.2. 45 с.
- Хорват Т., Берта И. Нейтрализация статического электричества / Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат. 1987. 104 с.
- Чернышов А.А. Основы надежности полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М.: Радио и связь, 1988. — 256 с.
- Чернышов А.А., Чепиженко А. З., Борисов Ю. А. Перемежающиеся и устойчивые отказы в цифровых интегральных микросхемах при воздействии ионизирующего излучения // Зарубежная электронная техника. Сборник обзоров, 1986. № 7. — 164 с.
- Бару В.Г., Волькенштейн Ф. Ф. Влияние облучения на поверхностные свойства полупроводников. Минск: Наука и техника, 1986. № 7. — 164 с.
- Гуртов В.А. Влияние ионизирующего излучения на свойства МДП-приборов // Обзоры по электронной техники. Серия 2 «Полупроводниковые приборы», 1978. № 14. — 32 с.
- Avery L.R. Electrostatic discharge: mechanism, protection techniques and effects on integrated circuit reliability // RCA Rev. 1984. № 2 P.291−302.
- Gossick B.R. Disordered Regions in Semiconductors Bombarded by Fast Neutrons.// J. Appl. Phys., 1959. v. 30. Ж8.Р. 1214−1218.
- Коршунов Ф.П., Гатальский Г. В., Иванов Г. М. Радиационные эффекты в полупроводниковых приборах. Минск: Наука и техника, 1978.-232 с.
- Коноплева Р.Ф., Литвинов В. Д., Ухин Н. А. Особенности радиационного повреждения полупроводников частицами высоких энергий. -М.: Атомиздат, 1971. 176 с.
- Cheng L.J., Lori J. Characteristics of Neutron Damage in Silicon. // Phys. Rev., 1968. v. 171. № 3. P. 856−862.
- Действие проникающей радиации на изделия электронной техники / Под ред. Е. А. Ладыгина. М.: Сов. Радио, 980. — 223 с.
- Вавилов B.C., Ухин Н. А. Радиационные эффекты в полупроводниках и полупроводниковых приборах. М.: Атомиздат, 1969. — 311 с.
- Горячева Г. А., Шапкин A.A., Ширшев Л. Г. Действие проникающей радиации на радиодетали. М.: Атомиздат, 1971. — 118 с.
- Коршунов Ф.П., Богатырев Ю. В., Вавилов В. А. Воздействие радиации на интегральные микросхемы. М.: Наука и тех., 1986. — 254 с.
- Шокли Р. Проблемы, связанные с р-л-переходами в кремнии // УФН, 1982. т. 77, вып. 1. С. 161−196.
- Коршунов Ф.П. Некоторые закономерности изменений характеристик кремниевых диодов. // Изв. АН БССР. Сер. физ.-мат. наук. 1970. № 6. С. 115−121.
- Коршунов Ф.П. Влияние облучения на р-л-переходы. — В кн.: Радиационная физика кристаллов и р-л-переходов. — Минск: Наука и техника, 1972. С. 125−140.
- Патрикеев Л.Н., Подлепецкий Б. И., Попов В. Д. Радиационная стойкость полупроводниковых приборов и интегральных схем М.: Изд-во МИФИ, 1975. С. 46−79,97−101, 107−125.
- Курносов А.И., Юдин В. В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. — М.: Высшая шк., 1979.-367 с.
- Наумов Ю.Е. Интегральные логические схемы. М.: Сов. радио, 1970.-432 с.
- Литовченко В.Г., Кублик В. Я., Литвинов Р. О. Влияние радиаци-онно-технических воздействий на характеристики полупроводниковых структур // Оптоэлектроника и полупроводниковая технология, 1982. № 1. С. 69−73.
- Богатырев Ю.В., Коршунов Ф. П. Иследование отжига МОП-структур, облученных высокоэнергетическими электронами при различной температуре. Известия ВУЗов АН БССР. Сер. физ.-мат. наук, 1977, № 5. С.92−95.
- Danchenko V., Desai U.D., Brashears S.S. Characteristics of the annealing of Radiation Damage in MOS FETs. J. Appl. Phys., 1968, vol. 39. № 5. P. 2417−2422.
- Юсов Ю.П., Ведерников B.B., Лавренцев В. Д., Хорохина В. Д. Восстановление параметров МДП-приборов после воздействия ионизирующего излучения // Зарубежная электронная техника, 1988 г., № 1. С. 2431.
- Горлов М.И., Королев С. Ю. Физические основы надежности интегральных микросхем: Учебное пособие. Воронеж: Изд-во Воронеж, унта, 1995.-200 с.
- Лысенко B.C., Локшин М. М. Высокочастотный отжиг дефектов в имплантированных МДП-структурах // Письма в ЖТФ. 1983. Т. 9. № 3. С. 796−799.
- Вавилов B.C. Действие излучения на полупроводники. М.: Энер-гоатомиздат, 1992 137 с.
- Winokur P. S., Bocsch Н.Е. Annealing of MOS Capasitors with Implications for Test Procedures to Determine Radiation Hardness // IEEE Trans. Nucl. Sci, 1981, vol. NS-28. № 6. P. 4088−4094.
- Wrobell T.F., Evans D.C. Rapid Annealing in Advarced Bipolar Mi-crocirciuts // IEEE Trans. 1982 v. NS-29. № 8. P. 1721−1726.
- Buchman P. Total dose hardness assurance for microcircuits for spase anviroment // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1986. v. 33 № 6. P. 1352−1358.
- Кузнецов H.B., Соловьев Г. Г. Радиационная стойкость кремния. М.: Энергоатомиздат, 1989 96 с.
- Сирота Н.Н., Чериышов А. А., Коршунов Ф. П. Отжиг радиационных дефектов в кремниевых диодах, облученных быстрыми нейтронами // сб. «Радиационная физика кристаллов ир-и-переходов», 1972. С.33−39
- Дж. Митчел, Д. Уилсон Поверхностные эффекты в полупроводниковых приборах, вызванные радиацией. М.: Атомиздат, 1970. 134 с.
- Патент 59−2 287 739 Японии, МКИ H01L23/48. Полупроводниковые приборы / К. Кадзиухиро, О. Кунихико. опубл. 1984.
- Обеспечение качества микроэлектронных устройств: Обзор по материалам зарубежной печати // Радиоэлектроника. 1983. С. II-32-II-34.
- Pancholy R.K. Gate protecion for CMOS/SOS //15-th Annual Proc. Reliability Physics. 1977. P.132−137.
- Андреев A.B., Ильичев M.A. Исследование влияния электростатического поля на ИС //Тез. докл. IX науч.-тех. отрасл. конф. «Состояние и пути повышения надежности видеомагнитофонов». Воронеж, 1995. С.46
- Теверовский А.А., Коваленко А. А., Степанов А. П. Влияние статического электричества на характеристики полупроводниковых структур при их защите полимерными материалами // Электронная техника. Сер. 2, 1982. Вып. 3. С. 70−74.
- Горлов М.И., Андреев А. В., Воронцов И. В., Воздействие электростатических зарядов на изделия полупроводниковой электроники и радиоэлектронную аппаратуру. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1997. — 160 с.
- Manzoni M. Electrostatic discharge protection in linear IC’s //YEEE Transaction on Consumer Electronics. 1985 № 3 p. 601−607.
- Buvry E/ Les discharges electrostatiques: une cause importante de degrades circuits integers // RGE/ 1987, № 2. P.14−18.
- Электроника. 1986, № 3. С. 13−14
- Greason W.D., Castle G.S.P. The effects of electronic discharge on microelectronic devices a review // IEEE Trans. Ind. Appl. 1984. vol.20. № 2. P.247−252.
- Amerasekera E.A., Campbell D.S. An investigation of the nature and mechanisms of ESD damage in NMOS transistors // Solid State Electronics. 1989. Vol. 32. № 3. P. 199−206
- Нойверт JI.M., Лабеукая H.A., Рыбалов О .Я. Воздействие разрядов статического электричества на микросхемы // Электронная техника. Сер. 8. 1978. Вып. 3. С. 133−139.
- Горлов М.И., Литвиненко Д. А. Отжиг радиационных и электростатических дефектов полупроводниковых изделий // Микроэлектроника, 2002, № 5. С. 352−359.
- Грошева Г. Д. Защита полупроводниковых приборов и ИС от статического электричества (реферативный обзор)// Обзоры по электронной технике, сер.2 «Полупроводниковые приборы», вып. 4 (712), М.: ЦНИИ «Электроника», 1980, — 24 с.
- Горлов М.И., Литвиненко Д.А Расчет энергии активации отжига электростатических дефектов маломощных биполярных транзисторов // Техника машиностроения, 2002 г., № 5. С. 12−13.
- Сирота H.H., Чернышов A.A., Коршунов Ф. П. Отжиг радиационных дефектов в кремниевых диодах, облученных быстрыми нейтронами // «Радиационная физика кристаллов ир-п переходов». 1972. С. 33−39.
- Горлов М.И., Строганов A.B. Геронтология интегральных схем: долговечность оксидных пленок // Петербургский журнал электроники, 1997. № 2. С. 24−36.
- Горлов М.И., Андреев A.B., Литвиненко Д. А. Отжиг электростатических дефектов в полупроводниковых изделиях // «Релаксационные эффекты в твердых телах» / Тезисы докладов международной конференции. Воронеж. 1999. С. 288−289.
- Горлов М.И., Литвиненко Д.А Отжиг электростатических дефектов полупроводниковых изделий // Межвузовский сборник научных трудов «Элементы и устройства микроэлектронной структуры». — Воронеж, ВГТУ, 2001 г. С. 89−96.
- Горлов М.И., Воронцов И. В., Литвиненко Д. А. Испытания ИС, содержащие воздействия ЭСР // Межвузовский сб. научных трудов «Твердотельная электроника и микроэлектроника». Воронеж. 1997. С. 35−42.
- Справочник. Диоды, тиристоры, транзисторы и микросхемы широкого применения, изд-во «Воронеж». 1994 г. — 719 с.
- Горлов М. И. Воронцов И.В. Отжиг электростатических дефектов в полупроводниковых приборах // Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах: Матер, докл. междунар. науч.-технич. сем. М.: МНТОРЭС им. A.C. Попова, МЭИ, 1997. С.312−315.
- Патент RU 2 098 839 C1 6G01R 31/26. Способ разбраковки транзисторов по величине токов утечки / А. Н. Бубенников, Г. А. Кобозев- 5 064 688/07. Заявл. 05.06.92. Опубл. 10.12.97. Бюл. № 34.
- Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник / Под общ. ред. H.H. Горюновой. М.: Энергоатомиздат, 1983 г. 904 с.
- Горлов М.И., Литвиненко Д. А., Тарасова Ю. Е. Исследование влияния воздействия типа ЭСР-отжиг на параметры транзисторов КТ312 // Сб. Статей «Твердотельная электроника и микроэлектроника». Воронеж, ВГТУ, 2001. С. 201−205.
- Горлов М. И. Адамян А.Г., Литвиненко Д. А. Способ выборочного контроля надежности транзисторов в партии. Патент РФ № 2 204 142 1Ш С2 7 в 01 Я 31/26). Дата поступл. 26.03.2001. Опубл. 10.05.2003. Бюл. № 13.
- ОСТ И 073.062−84. Микросхемы интегральные и приборы полупроводниковые. Требования и методы защиты от статического электричества в условиях производства и применения.