Оценка технологического процесса изготовления СБИС по стабильности элементов ее структуры
Применяемый в производстве СБИС метод тестовых схем предлагается дополнить методикой определения нестабильных во времени элементов физической структуры изделия с использованием модели деградационных процессов. Показана возможность проведения ускоренных испытаний на элементах структуры. Приведены экс...
Gespeichert in:
| Datum: | 2003 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2003
|
| Schriftenreihe: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70609 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Оценка технологического процесса изготовления СБИС по стабильности элементов ее структуры / А.М. Вантеев, А.И. Коробов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — № 2. — С. 33-35. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-70609 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-706092014-11-10T03:01:41Z Оценка технологического процесса изготовления СБИС по стабильности элементов ее структуры Вантеев, А.М. Коробов, А.И. Технология производства Применяемый в производстве СБИС метод тестовых схем предлагается дополнить методикой определения нестабильных во времени элементов физической структуры изделия с использованием модели деградационных процессов. Показана возможность проведения ускоренных испытаний на элементах структуры. Приведены экспериментальные результаты, демонстрирующие возможность выявить элементы с нестабильными во времени характеристиками на этапе производства пластин с кристаллами СБИС. Broad used in production of GSI the method of the test schemes is offered to be supplemented by a technique of definition unstable units in of physical frame in time. The characteristics of potential instability of units are offered for determining by using a model of degradation processes. Mechanisms of degradation and their models are adduced. The capability of reduction accelerated tests on these units is demonstrated. The outcomes results, demonstrating capability to reveal units with unstable in time by the characteristics on a production phase of slices with superchips are adduced. 2003 Article Оценка технологического процесса изготовления СБИС по стабильности элементов ее структуры / А.М. Вантеев, А.И. Коробов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — № 2. — С. 33-35. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70609 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Технология производства Технология производства |
| spellingShingle |
Технология производства Технология производства Вантеев, А.М. Коробов, А.И. Оценка технологического процесса изготовления СБИС по стабильности элементов ее структуры Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description |
Применяемый в производстве СБИС метод тестовых схем предлагается дополнить методикой определения нестабильных во времени элементов физической структуры изделия с использованием модели деградационных процессов. Показана возможность проведения ускоренных испытаний на элементах структуры. Приведены экспериментальные результаты, демонстрирующие возможность выявить элементы с нестабильными во времени характеристиками на этапе производства пластин с кристаллами СБИС. |
| format |
Article |
| author |
Вантеев, А.М. Коробов, А.И. |
| author_facet |
Вантеев, А.М. Коробов, А.И. |
| author_sort |
Вантеев, А.М. |
| title |
Оценка технологического процесса изготовления СБИС по стабильности элементов ее структуры |
| title_short |
Оценка технологического процесса изготовления СБИС по стабильности элементов ее структуры |
| title_full |
Оценка технологического процесса изготовления СБИС по стабильности элементов ее структуры |
| title_fullStr |
Оценка технологического процесса изготовления СБИС по стабильности элементов ее структуры |
| title_full_unstemmed |
Оценка технологического процесса изготовления СБИС по стабильности элементов ее структуры |
| title_sort |
оценка технологического процесса изготовления сбис по стабильности элементов ее структуры |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2003 |
| topic_facet |
Технология производства |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70609 |
| citation_txt |
Оценка технологического процесса изготовления СБИС по стабильности элементов ее структуры / А.М. Вантеев, А.И. Коробов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — № 2. — С. 33-35. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| series |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| work_keys_str_mv |
AT vanteevam ocenkatehnologičeskogoprocessaizgotovleniâsbispostabilʹnostiélementoveestruktury AT korobovai ocenkatehnologičeskogoprocessaizgotovleniâsbispostabilʹnostiélementoveestruktury |
| first_indexed |
2025-07-05T19:47:17Z |
| last_indexed |
2025-07-05T19:47:17Z |
| _version_ |
1836837594743177216 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 2
33
ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
06.02 � 29.11 2002 ã.
Îïïîíåíò ê. ò. í. Ë. Ä. ÁÓÉÊÎ
(ÃÖ "Áåëìèêðîàíàëèç", ã. Ìèíñê)
À. Ì. ÂÀÍÒÅÅÂ, ä. ò. í. À. È. ÊÎÐÎÁÎÂ
Ðîññèÿ, Ìîñêîâñêèé àâèàöèîííûé èíñòèòóò
E-mail: vanteev@tekon.ru
ÎÖÅÍÊÀ ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÏÐÎÖÅÑÑÀ ÈÇÃÎÒÎÂËÅÍÈß
ÑÁÈÑ ÏÎ ÑÒÀÁÈËÜÍÎÑÒÈ ÝËÅÌÅÍÒÎÂ ÅÅ ÑÒÐÓÊÒÓÐÛ
Êà÷åñòâî îïåðàöèé òåõíîëîãè÷åñêîãî
ïðîöåññà ìîæíî îöåíèòü ïî ðåçóëüòà-
òàì èñïûòàíèé ýëåìåíòîâ ôèçè÷åñêîé
ñòðóêòóðû ÑÁÈÑ, ôîðìèðóåìûõ íà àò-
òåñòóåìûõ îïåðàöèÿõ.
Õàðàêòåðèñòèêè êà÷åñòâà ïðîöåññà èçãîòîâëåíèÿ
ñîâðåìåííûõ ÑÁÈÑ � òî÷íîñòü îïåðàöèé è ïðèâíî-
ñèìóþ íà íèõ äåôåêòíîñòü � îöåíèâàþò ìåòîäîì òå-
ñòîâûõ ñõåì ïî ðåçóëüòàòàì èçìåðåíèÿ ïàðàìåòðîâ
ýëåìåíòîâ ôèçè÷åñêîé ñòðóêòóðû ÑÁÈÑ, ôîðìèðóå-
ìûõ íà àòòåñòóåìîé îïåðàöèè [1]. Èñïîëüçîâàíèå ýòîé
èíôîðìàöèè ïîçâîëÿåò âûðàáîòàòü óïðàâëÿþùèå âîç-
äåéñòâèÿ, íàïðàâëåííûå íà ñíèæåíèå òåõíîëîãè÷åñ-
êèõ ïîòåðü ïàðàìåòðè÷åñêîãî è êàòàñòðîôè÷åñêîãî
õàðàêòåðà.
 òî æå âðåìÿ èìåþò ìåñòî òåõíîëîãè÷åñêèå ïî-
òåðè ïðè ñáîðêå èçäåëèé â êîðïóñå (Ññá) è îòêàçû
ñîáðàííûõ ÑÁÈÑ â ýêñïëóàòàöèè (Ñýêñ). Óêàçàííûå
ïîòåðè è îòêàçû îáóñëîâëèâàþò ÷àñòü ñåáåñòîèìîñ-
òè, íàçâàííóþ ñåáåñòîèìîñòüþ ýêñïëóàòàöèè [2]. Åå
âåëè÷èíà ìîæåò áûòü îïðåäåëåíà êàê
Ññá=(∆n/∆t)t èëè Ñýêñ=Ñîòêλt,
Âåëè÷èíà Ñîòê çàâèñèò îò ýòàïà åãî îáíàðóæåíèÿ è
îò öåëåâîãî ïðåäíàçíà÷åíèÿ àïïàðàòóðû, â êîòîðîé
ïðèìåíÿþòñÿ ÑÁÈÑ. Ýòà çàâèñèìîñòü èëëþñòðèðóåò-
ñÿ â òàáë. 1 [1].
Äëÿ ñíèæåíèÿ ñåáåñòîèìîñòè ýêñïëóàòàöèè íåîá-
õîäèìà ðàçðàáîòêà óïðàâëÿþùèõ âîçäåéñòâèé äëÿ
êîððåêòèðîâêè òåõíîëîãè÷åñêèõ îïåðàöèé, ôîðìèðó-
þùèõ ñîîòâåòñòâóþùèå ýëåìåíòû ôèçè÷åñêîé ñòðóê-
òóðû ÑÁÈÑ, ïàðàìåòðû êîòîðûõ õàðàêòåðèçóþòñÿ ïî-
òåíöèàëüíîé íåñòàáèëüíîñòüþ. Äëÿ âûðàáîòêè òàêèõ
óïðàâëÿþùèõ âîçäåéñòâèé íåîáõîäèìî, â ñâîþ î÷å-
ðåäü, ïîëó÷èòü õàðàêòåðèñòèêè ïîòåíöèàëüíîé ñòà-
áèëüíîñòè èëè íåñòàáèëüíîñòè ýëåìåíòîâ ôèçè÷åñ-
êîé ñòðóêòóðû ÑÁÈÑ. Ýòîé öåëè ïîñâÿùåíà íàñòîÿ-
ùàÿ ðàáîòà, äëÿ ÷åãî èñïîëüçîâàëèñü ìåòîä òåñòîâûõ
ñõåì è ìåòîä óñêîðåííûõ èñïûòàíèé.
Ïðè ïðîåêòèðîâàíèè òåñòîâûõ ñõåì ó÷èòûâà-
ëè, ÷òî ôèçè÷åñêàÿ ñòðóêòóðà ÑÁÈÑ ñîñòîèò
èç ÷åòûðåõ ãðóïï ýëåìåíòîâ: òðàíçèñòîðîâ, ïðîâîä-
íèêîâ, êîíòàêòîâ, èçîëÿöèè. Ïðîöåññû, ïðîèñõîäÿ-
ùèå â ïðîâîäíèêàõ, êîíòàêòàõ è èçîëÿöèè, ïðèâîäÿò,
êàê ïðàâèëî, ê êàòàñòðîôè÷åñêèì îòêàçàì ÑÁÈÑ (èñ-
êëþ÷åíèå ñîñòàâëÿþò íåêîòîðûå ïðîöåññû, ïðèâîäÿ-
ùèå ê óâåëè÷åíèþ âðåìåíè çàäåðæêè ñèãíàëà â öå-
ïÿõ êîììóòàöèè, îáóñëîâëèâàåìûõ ïîñòåïåííûì ðî-
ñòîì ñîïðîòèâëåíèÿ è åìêîñòè ïðîâîäíèêîâ). Ïðî-
öåññû, ïðîèñõîäÿùèå â òðàíçèñòîðàõ, ïðèâîäÿò ê âîç-
íèêíîâåíèþ êàê êàòàñòðîôè÷åñêèõ, òàê è ïàðàìåòðè-
÷åñêèõ îòêàçîâ. Åñëè ó÷åñòü, ÷òî äåãðàäàöèîííûå
ïðîöåññû ïðîÿâëÿþòñÿ, â ïåðâóþ î÷åðåäü, êàê ñëåä-
ñòâèå çàãðÿçíåíèé ôèçè÷åñêîé ñòðóêòóðû, òî ïî ïà-
ðàìåòðàì äåãðàäàöèè ýòèõ ýëåìåíòîâ ìîæíî îöåíèòü
òàêóþ õàðàêòåðèñòèêó êà÷åñòâà îïåðàöèé òåõíîëîãè-
÷åñêîãî ïðîöåññà êàê ïðèâíîñèìàÿ çàãðÿçíÿåìîñòü.
Ïðè ðàçðàáîòêå ïðîãðàìì óñêîðåíèÿ èñïûòàíèé ó÷è-
òûâàëîñü, ÷òî â ôèçè÷åñêîé ñòðóêòóðå ÑÁÈÑ ìîãóò
ïðîèñõîäèòü ñëåäóþùèå äåãðàäàöèîííûå ïðîöåññû:
� ýëåêòðîìèãðàöèÿ èîíîâ ìåòàëëà ïðè ïîâûøåí-
íûõ çíà÷åíèÿõ ïðîòåêàþùåãî ïî ïðîâîäíèêó òîêà;
� êîððîçèÿ è îêèñëåíèå ìàòåðèàëà ïðîâîäíèêîâ
ìåòàëëèçàöèè â ðåçóëüòàòå âîçíèêøèõ â óñëîâèÿõ
ýêñïëóàòàöèè ýëåêòðîõèìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ;
� îáðàçîâàíèå èíòåðìåòàëëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé
íà ãðàíèöàõ êîíòàêòèðóþùèõ òåë â ðåçóëüòàòå õèìè-
÷åñêèõ ðåàêöèé;
� ïåðåìåùåíèå çàðÿäîâ ïîä âîçäåéñòâèåì ýëåêò-
ðè÷åñêîãî ïîëÿ è îáðàçîâàíèå èíâåðñèîííûõ ñëîåâ;
� ýëåêòðè÷åñêèé ïðîáîé òîíêîãî îêèñëà;
� èíæåêöèÿ è çàõâàò ãîðÿ÷èõ íîñèòåëåé è äð.
Êàæäûé èç íàçâàííûõ âûøå ïðîöåññîâ îïèñûâà-
åòñÿ ñîîòâåòñòâóþùåé ôèçè÷åñêîé ìîäåëüþ, ñâÿçû-
âàþùåé õàðàêòåðèñòèêó ïðîöåññà (íàïðèìåð, ñêî-
ðîñòü äåãðàäàöèè) ñ ôàêòîðàìè, îïðåäåëÿþùèìè óñ-
ëîâèÿ ïðîòåêàíèÿ ðàññìàòðèâàåìîãî ïðîöåññà. Òàê,
èíòåíñèâíîñòü îòêàçîâ ïðè ñáîðêå;
ñòîèìîñòü îòêàçà;
èíòåíñèâíîñòü îòêàçîâ ÑÁÈÑ â ýêñïëóàòàöèè;
âðåìÿ, çà êîòîðîå îïðåäåëÿåòñÿ Ñýêñ.
ãäå ∆n/∆t �
Ñîòê �
λ �
t �
Òàáëèöà 1
Çàâèñèìîñòü ñòîèìîñòè îòêàçà îò ýòàïà åãî îáíàðó-
æåíèÿ è öåëåâîãî íàçíà÷åíèÿ àïïàðàòóðû
Ñòîèìîñòü îòêàçà (â äîëëàðàõ ÑØÀ)
Öåëåâîå íàçíà÷åíèå Ïðè
âõîäíîì
êîíòðîëå
Ïðè
ìîíòàæå
áëîêà
Ïðè
èñïûòà-
íèÿõ
 óñëî-
âèÿõ
ýêñïëóà-
òàöèè
Øèðîêîãî ïîòðåáëåíèÿ 2 5 5 50
Ïðîìûøëåííàÿ 4 26 45 215
Âîåííàÿ 7 50 120 1000
Êîñìè÷åñêàÿ 15 75 300 2·108
34
ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 2
â ñîîòâåòñòâèè ñ ìîäåëüþ îáðàçîâàíèÿ êîðîòêîãî çà-
ìûêàíèÿ ïðîâîäíèêîâ ìåæñëîéíîé èçîëÿöèè ïðè íà-
ëè÷èè â ïëîùàäè èõ ïåðåñå÷åíèÿ ñêâîçíîé ïîðû (ñì.
ðèñóíîê) ïðèìåíèìà ìîäåëü äèôôóçèè ïðîâîäíèêîâ
ìåòàëëèçàöèè ïî ïîâåðõíîñòè ïîðû [1]. Â ñîîòâåò-
ñòâèè ñ ýòîé ìîäåëüþ âðåìÿ âîçíèêíîâåíèÿ îòêàçà
êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ ïðîâîäíèêîâ âåðõíåãî è íèæ-
íåãî ñëîåâ ìåòàëëèçàöèè îïðåäåëèòñÿ êàê
têç=(((1� y2)d0)/D0α2)exp(�Eα/KT),
 êà÷åñòâå êðèòåðèÿ îòêàçà ìîæåò áûòü ïðèíÿòî
ðàâåíñòâî íàïðÿæåíèÿ ïðîáîÿ â ìîìåíò âðåìåíè tïð
ðàáî÷åìó íàïðÿæåíèþ ìåæäó èçîëèðîâàííûìè ïðî-
âîäíèêàìè ìåòàëëèçàöèè.
Èñïîëüçóÿ òåìïåðàòóðó êàê ôàêòîð, óñêîðÿþùèé
ïðîöåññ äèôôóçèè ìàòåðèàëà ýëåêòðîäà, ìîæíî âûÿ-
âèòü îáðàçöû (ïàðòèé ïëàñòèí), ãäå çíà÷åíèå tïð ìåíü-
øå ïî ñðàâíåíèþ ñ äðóãèìè ïàðòèÿìè, ïîïûòàòüñÿ
óñòàíîâèòü ïðè÷èíó òàêîãî ðàçëè÷èÿ è âûáðàòü óï-
ðàâëÿþùåå âîçäåéñòâèå.
 òàáë. 2 [3] ïðèâåäåíû ìîäåëè, îòíîñÿùèåñÿ ê
äåãðàäàöèîííûì ïðîöåññàì: êîððîçèè àëþìèíèåâî-
ãî ïðîâîäíèêà ïðè åãî âçàèìîäåéñòâèè ñ âíåøíåé
ñðåäîé; ýëåêòðîìèãðàöèè êðåìíèÿ â àëþìèíèé; äðåé-
ôà èîíîâ â òîíêîì îêèñëå, ïðèâîäÿùåãî ê åãî ïðî-
áîþ; ýëåêòðîäèôôóçèè èîíîâ àëþìèíèÿ ïîä äåéñòâè-
åì ýíåðãèè ýëåêòðîíîâ ïðè áîëüøèõ ïëîòíîñòÿõ òîêà
è äð. Óêàçàííûå (è äðóãèå) ìîäåëè ðàññìàòðèâàëèñü
êàê îñíîâàíèå äëÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ ýëåìåíòîâ òåñòî-
Ìåõàíèçìû äåãðàäàöèè Ìîäåëü ìåõàíèçìà
Êîððîçèÿ Al ïðîâîäíèêà
ìåòàëëèçàöèè, âûçâàííàÿ
äèôôóçèåé êèñëîðîäà ïî
ãðàíèöå çåðåí
Ñðåäíÿÿ íàðàáîòêà äî îòêàçà àëþìèíèåâîé äîðîæêè
τñð=Êýêñ(–Eα/KT)p–α,
ãäå Êýêñ — ïîñòîÿííàÿ, îïðåäåëÿåìàÿ ïî ðåçóëüòàòàì èñïûòàíèÿ òåñòîâûõ ñòðóêòóð;
–Eα — ýíåðãèÿ àêòèâàöèè ïðîöåññà äëÿ äèôôóçèè êèñëîðîäà (ïàðîâ âîäû) ïî ãða-
íèöå çåðåí (Eα =0,5 ýÂ)
Îòêàç êîíòàêòà Al ïðî-
âîäíèêà ê êðåìíèþ, âû-
çûâàåìûé ïðîòåêàíèåì
ïðîöåññà ýëåêòðîìèãðà-
öèè êðåìíèÿ â àëþìèíèé
Ñðåäíÿÿ íàðàáîòêà äî îòêàçà êîíòàêòà Al
τñð=Aj–1dexp((–w/l)+(–Eα/KT)),
ãäå À — êîýôôèöèåíò, îïðåäåëÿåìûé ïî èñïûòàíèÿì òåñòîâûõ ñòðóêòóð;
j — ïëîòíîñòü òîêà, ïðîòåêàþùåãî ÷åðåç êîíòàêò «àëþìèíèé—êðåìíèé», À/ñì2;
d — øèðèíà Al ïðîâîäíèêà, ñì;
w — êîýôôèöèåíò, çàâèñÿùèé îò ðàçìåðîâ çåðåí, îïðåäåëÿåìûé ïî ðåçóëüòàòàì
èñïûòàíèé òåñòîâûõ ñòðóêòóð, ñì;
l — äëèíà àëþìèíèåâîãî ïðîâîäíèêà, ñì
Ïðîáîé òîíêîãî îêèñëà
ïîä çàòâîðîì ïî ìåõàíèç-
ìó äðåéôà èîíîâ
Ñðåäíÿÿ íàðàáîòêà äî îòêàçà ÌÄÏ-êîíäåíñàòîðà
( ) ( ) , /// ñð
2
ñð
∆−−=τ TLuRtAShjtubjDL u
ãäå L — òîëùèíà îêèñëà;
D = 10–20cì/c — êîýôôèöèåíò äèôôóçèè èîíîâ â îêèñëå;
u — íàïðÿæåíèå, ïðèëîæåííîå ê çàòâîðó, Â;
Ò — òåìïåðàòóðà òîíêîãî ñëîÿ îêèñëà è îêðóæàþùåé ñðåäû;
S — ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ êàíàëà
Ðàçðûâ öåïè àëþìèíèåâî-
ãî ïðîâîäíèêà ïî ìåõà-
íèçìó ýëåêòðîäèôôóçèè
Ñðåäíÿÿ íàðàáîòêà äî îòêàçà
τ=Kj–n exp(E/(nt)),
ãäå Ê — êîíñòàíòà, çàâèñÿùàÿ îò ìàòåðèàëà ïëåíêè, åå ñòðóêòóðû, øèðèíû è äëèíû
äîðîæêè ïðîâîäíèêà;
j — ïëîòíîñòü òîêà, A/ñì2;
n — ïîêàçàòåëü ñòåïåíè, ðàâíûé 1, êîãäà îòêàçû îïðåäåëÿþòñÿ ïðåèìóùåñòâåííî
ñòðóêòóðîé ïëåíêè; ðàâíûé 3, åñëè äîìèíèðóåò ãðàäèåíò òåìïåðàòóðû;
E — ýíåðãèÿ àêòèâàöèè ïðîöåññà
Òàáëèöà 2
Ìåõàíèçìû äåãðàäàöèè â íåêîòîðûõ ýëåìåíòàõ ôèçè÷åñêîé ñòðóêòóðû ÑÁÈÑ è ìîäåëè ýòèõ ìåõàíèçìîâ
Ìîäåëü îáðàçîâàíèÿ êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ ïðè íàëè÷èè ñêâîçíîé
ïîðû â äèýëåêòðèêå:
à � íà÷àëüíûé ìîìåíò âðåìåíè t; á � ïðîìåæóòî÷íûé ìîìåíò
âðåìåíè; 1, 4 � ïðîâîäíèêè ìåòàëëèçàöèè âåðõíåãî è íèæíåãî
óðîâíåé; 2 � ñêâîçíàÿ ïîðà; 3 � ìåæñëîéíàÿ èçîëÿöèÿ; 5 � òîë-
ñòûé îêèñåë
à) 1 2 3
4
5
á) Df
Df
Df
îòíîøåíèå ýêñïëóàòàöèîííîãî (ðàáî÷åãî) íàïðÿæåíèÿ ê
ïåðâîíà÷àëüíîìó íàïðÿæåíèþ ïðîáîÿ;
òîëùèíà äèýëåêòðè÷åñêîãî ñëîÿ;
êîýôôèöèåíò äèôôóçèè ìàòåðèàëà ýëåêòðîäà ïî ïîâåðõ-
íîñòè ñêâîçíîé ïîðû;
ïîñòîÿííûé êîýôôèöèåíò;
ýíåðãèÿ àêòèâàöèè ïðîöåññà äèôôóçèè;
ïîñòîÿííàÿ Áîëüöìàíà;
àáñîëþòíàÿ òåìïåðàòóðà êîíòàêòà.
ãäå y �
d0 �
D0 �
α �
Eα �
Ê �
Ò �
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 2
35
ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ
âûõ ñõåì, îòîáðàæàþùèõ ýëåìåíòû ôèçè÷åñêîé ñòðóê-
òóðû ðåàëüíîé ÑÁÈÑ, â ÷àñòíîñòè, ïðîâîäíèêîâ, êîí-
òàêòîâ, ñòðóêòóð ÌÄÏ è äð., à òàêæå äëÿ âûáîðà ðå-
æèìîâ óñêîðåííûõ èñïûòàíèé ýòèõ ýëåìåíòîâ.
Èçìåðåíèÿ ïðîâîäèëèñü íà òåñòîâûõ ýëåìåí-
òàõ, âõîäÿùèõ â ìîäóëè òåñòîâûõ ñõåì (ïî
ïÿòè ìîäóëåé íà êàæäîé ïëàñòèíå). Îöåíèâàëîñü êà-
÷åñòâî îïåðàöèé ôîðìèðîâàíèÿ àëþìèíèåâîé ìåòàë-
ëèçàöèè è ôîðìèðîâàíèÿ êîíòàêòîâ Al�n+, Al�p+,
Al�ïîëèêðåìíèé.
 êà÷åñòâå òåñòîâûõ ýëåìåíòîâ èñïîëüçîâàëèñü:
� Al øèíà îäèíî÷íàÿ, èìåþùàÿ òîêîâûå è ïîòåí-
öèàëüíûå âûâîäû ñîîòâåòñòâåííî L=1000 ìêì, Â=1 ìì;
� äâå ïàðàëëåëüíûõ Al øèíû íà ðåëüåôå, îáðà-
çîâàííîì ñòóïåíüêàìè òîíêîãî è òîëñòîãî îêèñëà íà
Si; L=5000 ìêì;
� öåïî÷êè êîíòàêòîâ Al ïðîâîäíèêà ê îáëàñòÿì
n+ â êîëè÷åñòâå 1000 øò., ðàçìåðû êîíòàêòíîãî îêíà
2×2 ìêì;
� öåïî÷êè êîíòàêòîâ Al ïðîâîäíèêà ê îáëàñòÿì
p+ â êîëè÷åñòâå 1000 øò., ðàçìåðû êîíòàêòíîãî îêíà
2×2 ìêì.
 òàáë. 3 ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû îöåíêè âåëè÷è-
íû ñðåäíåãî çíà÷åíèÿ äðåéôà ñîïðîòèâëåíèÿ òåñòî-
âîãî ýëåìåíòà � ïðîâîäíèêà ìåòàëëèçàöèè � äëÿ
ðàçíûõ èçäåëèé. Óñðåäíåíèå ïðîèçâîäèëîñü ïî êî-
ëè÷åñòâó ïëàñòèí.
Äåãðàäàöèþ êîíòàêòîâ ïðîâîäíèêà àëþìèíèåâîé
ìåòàëëèçàöèè ê îáëàñòè n+, p+ è ïîëèêðåìíèåâîìó
ïðîâîäíèêó (Si-n) îïðåäåëÿëè ïî èçìåíåíèþ âåëè÷è-
íû ñîïðîòèâëåíèÿ êîíòàêòà âî âðåìÿ èñïûòàíèé. Äëÿ
îöåíêè âëèÿíèÿ ïåðåõîäíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ êîíòàê-
òîâ íà âåëè÷èíó åãî èçìåíåíèÿ ïðè èñïûòàíèÿõ îïðå-
äåëÿëè êîýôôèöèåíò ïàðíîé êîððåëÿöèè ñðåäíåé âå-
ëè÷èíû ñîïðîòèâëåíèÿ êîíòàêòà äî èñïûòàíèÿ òåñòî-
âîãî ýëåìåíòà (Rcp) è ñðåäíåé âåëè÷èíû ýòîãî äðåé-
ôà ( RR/∆ ). Ïîëó÷åííûå äàííûå ïðèâåäåíû â òàáë.
4, ãäå Õ � äëÿ 30% êîíòàêòîâ RR/∆ ìåíüøå 20%,
Õõ � äëÿ 25% êîíòàêòîâ âåëè÷èíà äåãðàäàöèè áîëü-
øå 10%.
Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ñâèäåòåëüñòâóþò î ðàçëè-
÷èè ñêîðîñòè äåãðàäàöèîííûõ ïðîöåññîâ ïðîâîäíè-
êîâ ìåòàëëèçàöèè â ðàçëè÷íûõ ïàðòèÿõ. Òàê, åñëè
ïðèíÿòü íîðìàëüíûì ðàçáðîñ âåëè÷èíû óõîäà ñîïðî-
òèâëåíèÿ â ïðåäåëàõ 0,05...0,2 (ò. å. óêëàäûâàþùèé-
ñÿ â ïðåäåëû ðàñïðåäåëåíèÿ RR/∆ ), òî ïàðòèÿ, â
êîòîðîé âåëè÷èíà äðåéôà ñîïðîòèâëåíèÿ "Al � ïî-
ëóïðîâîäíèê" âäâîå ïðåâûøàåò çíà÷åíèå ìàêñèìàëü-
íîãî ïðåäåëà äðåéôà ñîïðîòèâëåíèÿ, õàðàêòåðèçóåò-
ñÿ ïîòåíöèàëüíî íåíàäåæíûìè ýëåìåíòàìè ìåòàëëè-
çàöèè. Ïîñëåäíåå ñâèäåòåëüñòâóåò î íåîáõîäèìîñòè
àíàëèçà îïåðàöèé, ôîðìèðóþùèõ ïðîâîäíèêè ìåòàë-
ëèçàöèè, è âûðàáîòêè ñîîòâåòñòâóþùèõ óïðàâëÿþ-
ùèõ âîçäåéñòâèé.
Ïî äàííûì òàáë. 4 ìîæíî âûäåëèòü ïîòåíöèàëüíî
íåíàäåæíûå ýëåìåíòû ôèçè÷åñêîé ñòðóêòóðû êîíòàêò
Al � n+ â ïàðòèè 6 è êîíòàêò Al � Si-n â ïàðòèè 5.
Îòìåòèì îòñóòñòâèå êîððåëÿöèè ïåðâîíà÷àëüíîãî çíà-
÷åíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ êîíòàêòà ñ âåëè÷èíîé åãî äðåéôà
íà èñïûòàíèÿõ, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î íåâîçìîæíîñòè
âûÿâëåíèÿ íåñòàáèëüíûõ ýëåìåíòîâ ïî èõ ïåðâîíà÷àëü-
íûì çíà÷åíèÿì ôóíêöèîíàëüíîãî ïàðàìåòðà.
Âûâîäû
Êà÷åñòâî îïåðàöèé òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà
ìîæíî îöåíèòü ïî ðåçóëüòàòàì èñïûòàíèé ýëåìåíòîâ
ôèçè÷åñêîé ñòðóêòóðû ÑÁÈÑ, ôîðìèðóåìûõ íà àòòå-
ñòóåìûõ îïåðàöèÿõ. Äåãðàäàöèþ ïàðàìåòðîâ ýòèõ
ýëåìåíòîâ ïðè èñïûòàíèÿõ, ïðîâîäèìûõ â ôîðñèðî-
âàííûõ ðåæèìàõ, ìîæíî ïðîâîäèòü íà ñïåöèàëüíî
ñïðîåêòèðîâàííûõ òåñòîâûõ ýëåìåíòàõ.
Èñïûòàíèÿ òàêèõ ýëåìåíòîâ êàê Al ïðîâîäíèêè,
öåïî÷êè êîíòàêòîâ Al � n+, Al � p+, Al � Si-n ïî-
çâîëÿþò âûÿâèòü ïàðòèè, ïîäâåðãøèåñÿ çàãðÿçíåíèþ
èëè äðóãîìó âîçäåéñòâèþ, ïî ñóùåñòâåííîìó îòëè-
÷èþ èçìåðÿåìîãî ïàðàìåòðà îò ìàêñèìàëüíîãî çíà-
÷åíèÿ ðàçáðîñà ýòîé âåëè÷èíû ñðåäè íåñêîëüêèõ
ïàðòèé, ñôîðìèðîâàííûõ ïî ñòàíäàðòíîìó òåõíîëî-
ãè÷åñêîìó ïðîöåññó.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Ñèñòåìû òåõíîëîãè÷åñêîãî îáåñïå÷åíèÿ êà÷åñòâà êîìïî-
íåíòîâ ìèêðîýëåêòðîííîé àïïàðàòóðû. Â. Å. Âëàñîâ, Â. Ï. Çàõà-
ðîâ, À. È. Êîðîáîâ / Ïîä. ðåä. À. È. Êîðîáîâà.� Ì. Ðàäèî è ñâÿçü,
1987.
2. Àðõèïöîâ Ê. À., Ìèõàéëîâ Ä. Å. Ñåáåñòîèìîñòü êàê êðèòå-
ðèé òåõíîëîãè÷íîñòè ÈÑ è ÌÝÀ // Ýëåêòðîííàÿ òåõíèêà. Ñåð.
Ìèêðîýëåêòðîíèêà.� 1999.� Âûï. 1.
3. Âîðîáüåâ Â. À. Òåðìîäèíàìè÷åñêèå îñíîâû äèàãíîñòèêè è
íàäåæíîñòè ìèêðîýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâ.� Ì.: Íàóêà, 1989.
Òàáëèöà 3
Äåãðàäàöèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ Al ïðîâîä-
íèêà (ìåòàëëèçàöèÿ íà ðåëüåôå)
Êîëè÷åñòâî ïëàñòèí Çíà÷åíèå RR/∆
52 0,46
18 0,20
22 0,10
42 0,14
14 0,20
9 0,05
15 0,10
Òàáëèöà 4
Äåãðàäàöèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ êîíòàêòîâ Al ê îáëàñòÿì
n+, p+ è ïëåíêå ïîëèêðåìíèÿ Si-n
Al—n+ Al—p+ Al—Si-n
Íîìåð
ïàðòèè
Êîëè-
÷åñòâî
ïàðòèé Rcp Rcp Rcp
1 52 –1,9 –0,76 0,1 –0,53 –0,1 Õ
2 18 –2,4 –0,68 4,7 –0,72 –0,26 Õ
3 22 –2,4 –0,79 0,1 –0,92 –0,27 Õ
4 42 –1,8 –0,74 0,03 –0,89 –0,1 Õ
5 14 –3,0 –0,9 0,1 –0,55 –1,3 Õõ
6 15 –17,0 –0,88 0,1 –0,25 –0,7 Õ
RR/∆ RR/∆ RR/∆
|