Влияние рентгеновского излучения на параметры полупроводниковых изделий

• Автор: Антонова, Екатерина Александровна
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 107 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Глава
ВОЗДЕЙСТВИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ
1Л. Влияние рентгеновского излучения на электрофизические параметры полупроводников и электрические параметры полупроводниковых изделий
1Л.1. Диоды
1Л .2. Биполярные транзисторы
1Л .3. Полевые транзисторы
1Л .4. Интегральные схемы
1.2. Прогнозирование качества и надежности полупроводниковых изделий с использованием рентгеновского излучения и низкочастотного шума
Выводы к главе 1
Глава
ВЛИЯНИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И НИЗКОЧАСТОТНЫЙ ШУМ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ
2.1. Установки, используемые для исследования полупроводниковых изделий
2.1.1. Рентгеновская установка УРС-5 5
2.1.2. Установка для измерения низкочастотного шума
2.1.3. Установка для имитации воздействия электростатических разрядов
2.2. Диоды
2.2.1. Импульсные диоды типа КД521Г
2.2.2. Диоды Шоттки типа Ш5817М1С
2.3. Транзисторы
2.3.1. Биполярные транзисторы малой мощности КТЗ102ЖМ

2.3.2. Биполярные транзисторы средней мощности КТ602БМ
2.3.3. МОП - транзисторы типа КП728Е1
2.4. Тиристоры типа КУ208А
2.5. Аналоговые ИС
2.5.1. ИС типа ЬМР2015, изготовленные по биполярной технологии
2.5.2. ИС типа ТЬС27, изготовленные по КМОП технологии
2.6. Цифровые ИС
2.6.1. ИС типа К555ЛАЗ, изготовленные по биполярной технологии
2.6.2. ИС типа К561ТР2, изготовленные по КМОП технологии
2.7. Диагностические способы разделения полупроводниковых изделий
по надежности с использованием параметров низкочастотного шума при облучении рентгеновским излучением
2.7.1. Способ разбраковки полупроводниковых изделий
2.7.2. Способ разделения полупроводниковых изделий
по надежности
Выводы к главе 2
Г лава
ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ КОНТРОЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ И ИХ ДОСТОВЕРНОСТЬ
3.1. Способ выделения интегральных схем повышенной надежности
3.2. Способ разделения полупроводниковых изделий по надежности
3.3. Способ сравнительной оценки надежности партий полупроводниковых изделий
3.4. Способ сравнительной оценки партий транзисторов по надежности
3.5. Сравнительный анализ диагностических методов по их достоверности
Выводы к главе 3
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
Список литературы
Приложение на 3 листах

ВВЕДЕНИЕ
В современном производстве повышаются требования к качеству и надежности полупроводниковых изделий (ПЛИ) - полупроводниковых приборов (диодов, тиристоров, транзисторов) и интегральных схем (ИС). Чтобы отбраковать потенциально ненадежные изделия необходимо создать диагностические методы в дополнение к существующим технологическим отбраковочным испытаниям. Данные методы уже применяются предприятиями-изготовителями ПЛИ на выходном контроле и предприятиями-потребителями 111Ш на входном контроле. Они могут заменять трудоемкие технологические отбраковочные испытания на диагностический контроль.
Надежность конкретных изделий определяется количеством содержащихся в них внутренних дефектов (дислокаций, неконтролируемых примесей и других точечных дефектов). Наличие дефектов в структуре ИЛИ неизбежно отражается на характере процессов, связанных с переносом тока через структуру, что приводит к флуктуациям проводимости и воспринимается во внешней цепи как низкочастотный шум (НЧШ), уровень которого пропорционален скорости деградации структуры.
Широкое распространение получили методы измерения параметров НЧШ при использовании внешних воздействий (рентгеновского излучения, электростатических разрядов (ЭСР), механических, температурных воздействий и др.).
Опубликованные теоретические и экспериментальные данные по исследованию влияния рентгеновского излучения на электрические параметры ПЛИ показывают недостаточность этих исследований в разработке способов диагностики надежности ПЛИ. Практически не исследовался вопрос диагностики по параметрам НЧШ при рентгеновском облучении, поэтому тема диссертации в настоящее время является актуальной.

В работе [27] устанавливается некая корреляционная зависимость между изменением характеристик изделий, вызванных радиацией, и их надежностью. Испытаниям подвергались изделия на стадии пластин. Способ предусматривает измерение изменения тока подложки от времени в тестовых п- или р-транзисторах, одновременно при этом фиксируется время, при котором наблюдается уход порогового напряжения тестового транзистора на 10 мВ. Далее аналогичный тестовый транзистор подвергали облучению низкоэнергетическим рентгеновским излучением и фиксируют дозу облучения, при которой также наблюдается уход порогового напряжения на 10 мВ. Равенство ухода порогового напряжения в обоих случаях позволяет установить соотношение между полученной транзистором дозой и временем изменения тока подложки, что эквивалентно, по мнению авторов способа, определению соотношения между полученной транзистором дозой и ресурсом работоспособности транзистора. Однако, если применить этот способ для оценки радиационной стойкости ППИ и довести способ до логического конца, т.е. определить количественные критерии, то окажется, что реализовать его для отбора пластин с наименее радиационностойкими ИС в серийном производстве невозможно, т.к. для определения скорости изменения токов в подложке требуется до 105 с, т.е. эксперимент для получения достоверной информации должен длиться не менее 10 дней. Указанный способ обладает низкой достоверностью, поскольку он применяется для оценки надежности изделий на стадии пластин, а при проведении последующих операций технологической цепочки, включающих высокотемпературные процессы (такие как приварка выводов и корпусирование) картина дефектообразования меняется (некоторые дефекты отжигаются, в то время как возникают новые и пр.), т.е. результаты отбора на стадии пластин могут быть является характер зависимости набора критической дозы облучения во времени от тока подложки. Никаких операций, позволяющих осуществить отбор по количественному признаку, по уровням надежности, способом не предусмотрено.