Отжиг электростатических дефектов полупроводниковых биполярных изделий

• Автор: Литвиненко, Дарья Александровна
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 106 с. : ил.

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 япереходе

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 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 элекгростатических разрядов
2.1.2. Методика определения опасного и допустимого потенциала
2.2. Влияние статического электричества на транзисторы КТ и КТ
2.2.1. Техническое описание транзисторов КТ и КТ
2.2.2. Экспериментальная проверка влияния статического электричества на транзисторы КТЗ7 и КТЗ
2.3. Кинетика восстановления коэффициента усиления тока в схеме с общим эмиттером транзисторов КТЗ 2 и КТЗ
2.4. Расчет энергии активации отжига 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 ВАХ ИС серии
3.2. Отжиг электростатических дефектов ИС серии КР2ЕН
3.2.1. Технические характеристики ИС серии КР2ЕН
3.2.2. Восстановление выходного напряжения ИС серии КР2ЕН после ЭСР испытаниями на надежность
Выводы к главе
Глава 4. Циклическое воздействие ЭСРотжиг на транзисторы
4.1. Влияние циклического воздействия ЭСРотжиг на параметры маломощных транзисторов типа КТ9А
4.1.1 Техническое описание транзисторов типа КТ9А
4.1.2. Влияние статического электричества на транзисторы КТ9А
4.1.3. Описание эксперимента по изучению циклического воздействия ЭСРотжиг на параметры транзисторов КТ9А
4.1.4. Способ разделения транзисторов по стабильности обратных токов
4.2. Влияние циклического воздействия ЭСРотжиг на параметры маломощных транзисторов типа КТЗ А
4.2.1. Техническое описание транзисторов типа КТ2А
4.2.2. Влияние статического электричества на транзисторы КТЗ А
4.2.3. Циклическое воздействие ЭСРотжиг на параметры транзисторов типа КТЗА
4.3. Способ выборочного контроля надежности транзисторов в партии на основе исследования циклических воздействий ЭСРотжиг
Выводы к главе
Основные результаты и выводы
Список литературы


Разряды статического электричества способны вывести из строя не только отдельные полупроводниковые изделия ППИ, но и целые блоки радиоэлектронной аппаратуры РЭА. В создавшейся ситуации возникла необходимость разработки различных мер защиты РЭА и ППИ от повреждения и помех при воздействии ЭСР. В литературе описываются различные способы защиты ППИ от ЭСР, начиная от подавления электростатических зарядов ЭСЗ и заканчивая увеличением стойкости аппаратуры и ее комплектующих к воздействию ЭСР за счет внешнего и внутреннего конструктивного решения 1. Особую опасность ЭСР представляют для больших интегральных схем БИС. Дальнейшее повышение сложности и степени интеграции, а, следовательно, и уменьшение минимальных размеров элементов приводит к большей чувствительности полупроводниковых интегральных схем ИС к воздействию ЭСР. Поэтому кроме применения внешних защитных мероприятий за последние годы разработаны методы встроенной внутренней защиты ИС 2. Несмотря на все принимаемые меры, отрицательное воздействие ЭСР на ППИ остается проблемой. Воздействие ЭСР приводит к повреждениям ППИ двух типов катастрофическим и скрытым или параметрическим. Известно 3, 4, 5, что воздействие радиации на ИЭТ вызывает такие же типы повреждений. ПЛИ с течением времени в нормальных условиях или при повышенной температуре происходит частичное или полное восстановление электрических параметров. В отечественной и зарубежной литературе до года не было сообщений о наличии явления отжига электростатических дефектов. И только в году появилось сообщение профессора Горлова М. И. с сотрудниками кафедры полупроводниковой электроники ВГТУ об обнаруженном явлении отжига электростатических дефектов . Это явление дает возможность восстанавливать значения электрических параметров и надежность ПЛИ после воздействия ЭСР. Поэтому детальное исследование явления отжига электростатических дефектов является весьма актуальным для обеспечения необходимого уровня надежности ППИ. Работа выполнена по теме ГБ Изучение технологических и физических процессов в полупроводниковых структурах и приборах. Экспериментально подтвердить явление отжига электростатических дефектов у кремниевых биполярных изделий различных типов. ЭСРотжиг. В работе получены следующие новые научные и технические результаты. Экспериментально подтверждено наличие у ПГ1И отжига электростатических дефектов различных видов медленный длительный или временной при нормальных условиях, термический и отжиг в режиме электротермотренировки. Определена энергия активации отжига электростатических дефектов для маломощных транзисторов прп и рпр типов. Полученные значения энергии активации отжига электростатических дефектов 0,3. В соответствуют значениям энергии активации при нарушениях структуры оксида кремния. Разработан способ разделения транзисторов по стабильности обратных токов. Разработан способ выборочного контроля надежности транзисторов в партии. Полупроводниковые изделия, имеющие параметрические отказы, возникшие под воздействием ЭСР, полностью или частично восстанавливают свои электрические параметры в результате воздействия режима электротермотренировки, длительного хранения в нормальных условиях и после выдержки при повышенной температуре, то есть в результате отжига электростатических дефектов. Величина энергии активации отжига электростатических дефектов маломощных транзисторов равнозначна величине энергии активации нарушений в структуре оксида кремния. Способ разделения транзисторов по стабильности обратных токов. Способ выборочного контроля надежности транзисторов в партии. Показано наличие различных видов отжига электростатических дефектов у полупроводниковых изделий термического, в режиме электротермотренировки, хранения в нормальных условиях. Численно определена энергия активации отжига электростатических дефектов маломощных транзисторов различной полярности. Разработан способ разделения транзисторов по стабильности обратных токов. На данный способ подана заявка на изобретение. Разработан способ выборочного контроля надежности транзисторов в партии. На разработанный способ получен патент РФ 2 7 СОШ от.