Моделирование влияния температурных режимов технологического процесса изготовления интегральных микросхем на их радиационную стойкость
Диссертация
На современном этапе развития электронной техники поставлена задача по построению электронных систем, способных безотказно функционировать в течение 15 лет в условиях космического пространства. Решить эту задачу только схемотехническими методами очень сложно. Поэтому, прежде всего, необходимо пересмотреть подход к построению радиационно-стойких систем. В настоящее время этот подход должен быть… Читать ещё >
Список литературы
- Корзо В.Ф., Черняев В. П. Диэлектрические пленки в микроэлектронике. М.: Энергия, 1977. — С.202.
- Terrell J.M., Oldham T.R., Lelis A.J., Bendetto J.M. Time dependent annealing of radiation-induced leakage current in MOS devices // IEEE Transaction on Nuclear Science. 1989. — VoI. NS-36. — No.6. — P. 22 052 211.
- Brisset C., Ferlet-Cavrois V. et. al. Total dose effects on NMOSFET with lateral parasitic transistor // IEEE Transaction on Nuclear Science. -1996. Vol. NS-43. — No.6. — P. 2651−2658.
- Leray J-L., Paillet P. et.al. Impact of technology scaling in SOI back-channel total dose tolerance. A 2-D namerical study using a self-consistent oxide code // Material of conference Radecs 99. SessionI 1821.
- Lawrance R.K., Mrstik B.J., Hughes H.L., McMarr P.J. Dependence of radiation induced buried oxide charge on Silicon-on- Insulator fabrication techmology // IEEE Transaction on Nuclear Science. 1996. — Vol. NS-43. — No.6. — P.2639−2645.
- Paillet P., Ferlet-Cavrois V., Shwank J.R., Fleetwood D.M. Response of SIMOX and Unibond buried oxides: trapping and detrapping properties // Material of conference Radecs 99. SessionI 25−28.
- Taguchi G., Y-I Wu. Introdaction to off-line quality control. -Nagoya, Japan. Central Japan Qual. Contr. Association, 1980.
- Долгов А.Ю. Повышение эффективности статистических методов контроля и управления технологическими процессами изготовления микросхем: Автореф. дис. .кандидата техн. наук. -М., 2000.- 19 с.
- Федоренко С.Г. Автоматизация технологической подготовки производства на основе математического моделирования в условиях невыполнения предпосылок классического регрессионного анализа: Автореф. дис.. кандидата техн. наук. -М., 2000. 19 с.
- Ваккаро Д., член ИИЭР. Требования к надежности полупроводниковых приборов, предъявляемые Министерством обороны США // ТИИЭР. 1974. — № 2. — С.38−64.
- Suhren М., Graf D., Lambert U., Wagner P. Crystal defects in highly boron doped silicon // J. Electrochem. Soc. 1997. — Vol.144. — No. l 1. -P.4041−4044.
- Binns J., Pirooz S., McKenna T.A. Silicon material issues and requirements for device design rules of <0.35цт // Future FAB. 1997. -Canon USA, Inc. — P.263−276.
- Itsumi M., Maeda M., Ueki T. Dependence of the density of defects in oxide on Czochralski silicon on its thickness// J. Appl. Phys. 1998.- Vol.84. No.3. — Р.1241−1245.
- Ryuta J., Morita E., Tanaka Т., Shimanuki Y. Effect of crystal pulling rate on formation of Crystal-Originated «Particles» on Si Wafers // Jpn. J. Appl. Phys. 1998. — Vol.31. — Part.2. — No.3B. — P. L293-L295.
- Ryuta J., Morita E., Tanaka Т., Shimanuki Y. Crystal-Originated Singularities on Si Wafers surface after SCI cleaning // Jpn. J. Appl. Phys. 1990. — Vol.29. — No. 11. — P. L1947-L1949.
- Miyazaki M., Miyazaki S., Kitamura Т., Yanase Y., Ochiai Т., Tsuya H. Influence of Crystal-Originated «Particle» microstructure on silicon wafers on gate oxide integrity // Jpn. J. Appl. Phys. 1997. — Vol.36. -Part. 1. — No. 10. — P.6187−6194.
- Takemi Ueki, Manabu Itsumi, Tadao Takeda. Analysis of side-wall structure of grown-in twin-type octahedral defects in Czochralski silicon // Jpn. J. Appl. Phys. 1998. — Vol.37. — Part.l. — No.4A. — P. 1667−1670.
- Graf D., Lambert U., Ehlert M. BroA., Wahtlich R., Wagner P. Comparison of high temperature anneald Czochralski silicon wafers and epitaxial wafers // Elsevier. Materials Science and Engineering. 1996. -B36. — P.50−54.
- Itsumi M., Okazaki Y., Watanabe M., Ueki Т., Yabumoto N. Surface pits observed on S02 thermally grown at high temperatures on <111>-oriented Czochralski-silicon // J. Electrochem. Soc. 1998. — Vol.145. -No.6. — P.2143−2148.
- Jin В., Sadoughi S., Ramkumar K., Goplan P., Wong S., Sharifzadeh S. The modulation of Cristal Originated Pits by the LOCOS process in 0.25jmi SRAM technology // Electrochemical and Solid-State Letters.1999. Vol.2. — No.7. — Р.347−348.
- Schmolke R., Graf D., Kirchner R., Schauer R., Werner N., Mayer E.-P., Wagner P. Observation of extremly low defect densities in silicon wafers // Jpn. J. Appl. Phys. 1999. — Vol.38. — Part.l. — No.4A. — P. 18 521 857.
- Itsumi M., Ueki M., Watanabe M., Yabumoto N. Gate Oxide Defects in MOSLSIs and octahedral void defects in Czochralski silicon // Jpn. J. Appl. Phys. 1998. — Vol.37. — Part.l. — No.3B. — P.1228−1235.
- Conley J.F., Jr., Lenahan P.M., Wallace B.D., Cole P. Quantitave model of radiation induced charge trapping Si02 // // IEEE Transaction on Nuclear Science. 1997. — Vol. NS-44. — No.6. — P. 1804−1809.
- Lenahan P.M., Conley J.F., Jr. A comprehensive physically based predictive model for radiation damage in MOS systems // IEEE Transaction on Nuclear Science. 1998. — Vol. NS-45. — No.6. — P.24 132 423.
- Revesz A.G. Noncrystalline Silicon Dioxide Films on Silicon: a review//J. of Non-Crystalline Solids. 1973. — Vol.11. — P.309−330.
- Фельц А. Аморфные и стеклообразные некристаллические твердые тела.- М.: Мир, 1960. С. 556.
- Уоррен Б.Е. Рентегоновские исследования структуры стекол // Кристаллография. 1971. — Т.16. — № 7. — С. 1264−1270.
- Mozzi R.L., Warren В.Е. The Structure of Vitreous Si02 // J.Appl. Cryst. 1969. — Vol.2. — N1. — P.164−170.
- Алешина JI.А., Репникова E.A. Структура аморфных материалов и природа дефектов в них.- Петрозаводск: Изд-во ПТУ, 1995. -С. 16,54.
- Balland В. Defects in Silica Films // Instabilities in Silicon Device, ed. Rarbottin G., Vapaille A. North-Holland. 1986. — P.101−153.
- Revezs A.G. The Defects Structure of Vitreous Si02 Films on Silicon // Physica Status Solidi. 1980. — Vol. A57. — No.l. — P235−243.
- Revezs A.G. The Defects Structure of Vitreous Si02 Films on Silicon // Physica Status Solidi. 1980. — Vol. A57. — No.2. — P657−665.
- Revezs A.G. The Defects Structure of Vitreous Si02 Films on Silicon//Physica Status Solidi. 1980. — Vol. A58. — No.l. — P107−115.
- Griscom D.L. Intrisnic and Extrsnic Defects in a-Si02 // The Physics and Technology of Amorphus Si02.- N-Y- L. ed. R.A.B. Devine. 1988. — P.125−134.
- Fowler W.B. et al. Theory of the Oxygen Vacancies in Si02 // The Physics and Technology of Amorphous Si02.- N-Y- L. ed. R.A.B.
- Devine. 1988. — P. l07−113.
- Силинь А.Р., Трухин А. Н. Точечные дефекты и элементарные возбуждения в кристаллическом и стеклообразном SiC>2.- Рига: Зинатне, 1985. С. 244.
- Шаскольская М.П. Кристаллография.- М.: Высшая школа, 1976. -С.391.
- Новиков И.И. Дефекты кристаллического строения металлов. -М.: Металлургия, 1972. С. 208.
- Мейер К. Физико-химическая кристаллография. М.: Металлургия, 1975. — С.408.
- Новиков Ю.М. Электронная структура дефектов в оксиде и нитриде кремния: Дис.. канд. физмат, наук Новосибирск, 2000. -139с.
- Вихрев Б. И, Герасименко Н. Н., Лебедев Г. П. Исследование радиационных структурных нарушений в пленках Si02 методом ЭПР // Микроэлектроника, 1977. Т.6. — Вып. 1. — С.71−74.
- Kim Y.Y., Lanahan P.M. Electron-spin-resonance study of radiation-induced paramagnetic defects in oxides grown on <100> silicon substrates // J.Appl. Phys. 1988. — Vol.64. — N7. — P.3551−3557.
- Witham H.S., Lenahan P.M. Nature of the E7 deep hole trap in metal-oxide-semiconductor oxides // J. Appl. Phys. Lett. 1987. -Vol.51. — No. 13. — P. l007−1009.
- Shwank J.R., Sexton F.W., Fleetwood D. M., Shaneyfelt M.R., Hughes K.L., Rodgers M.S. Strategies for lot acceptance testing using CMOS transistors and ICs // IEEE Transaction on Nuclear Science. -1989. Vol. NS-36. — No.6. — P. 1971−1980.
- Fleetwood D.M., Winokur P. S., Riewe L.C. Predicting switched bias response from steady-state irradiations // IEEE Transaction on Nuclear Science. 1990. — Vol. NS-37. — No.6. — P. l806−1817.
- Meisenheimer T.L., Fleetwood T.L., Shaneyfelt T.L. Riewe L.C. 1/f noise in n- and p-channel MOS devices through irradiation and annealing // IEEE Transaction on Nuclear Science. 1991. — Vol. NS-38. — No.6. — P.1297-1303.
- Fleetwood D.M., Reber R.A., Winokur Jr, and P. S. Effect of bias on thermally stimulated current (TSC) in irradiated MOS devices // IEEE Transaction on Nuclear Science. 1991. — Vol. NS-38. — No.6. — P. 10 661 077.
- Fleetwood D.M., Miler S.L., et. al. New insights into radiation-induced oxide-trap charge through thermal ly-stimulated-current measurement and analysis // IEEE Transaction on Nuclear Science. -1992. Vol. NS-39. — No.6. — P.2192−2203.
- Lelis A.J., Oldham T.R., Boesch H.E. Jr., McLean F.B. The nature of the trapped hole annealing process // IEEE Transaction on Nuclear Science. 1989. — Vol. NS-36. — No.6. — P.1808−1815.
- Static J.H., Carrier E. Atomic hydrogen with Pb centers at the <100> Si/Si02 interface // Phys. Rev. Lett. 1994. — Vol.72. — No. 17. — P.2745−2748.
- Edwards A.H., Fowler W.B. Recent advances in the theory of oxide-semiconductor interface // Microelectronics Reliability. 1999. No.39. -P.3−14.
- Lenahan P.M., Dressendorfer P.V. Hole traps and trivalent silicon centers in metal/oxide/silicon devices//J. Appl. Phys. 1984. — Vol.55. -P.3495−3499.
- Marquardt C.L., Sigel G.H. Radiation- induced defect centers in thermally grown oxide- films // IEEE Transaction on Nuclear Science. -1975. Vol. NS-22. — No.6. — P.2234−2239.
- Горлов М.И., Королев С. Ю. Физические основы надежности интегральных микросхем: Учебное пособие. -Воронеж: Изд-во Воронежского университета, 1995.- 200с.
- Мырова JI.O., Попов В. Д., Верхотуров В. И. Анализ стойкости систем связи к воздействию излучений. М.: Радио и связь, 1983.-267с.
- Першенков B.C., Попов В. Д., Шальнов А. В. Поверхностные радиационные эффекты в элементах интегральных схем. М.: Энергоатомиздат, 1988. -286с.
- Сноу (Е.Н. Snow), Гроув (A.S. Grove), член ИИЭР, Фиджеральд (D.F. Fitzgerald), член ИИЭР. Действие ионизирующей радиации на окисленную поверхность кремния и планарные приборы. ТИИЭР. -1967.-T.55.-No7.-С.53−71.
- Литовченко В.Г., Ковбасюк В. П., Садовничий А. А. Исследование спектра быстрых поверхностных ловушек на кремниевых МДП системах, приготовленных различными методами // «Полупроводниковая техника и микроэлектроника». -1970. — Вып.4. — С.129−145.
- Kubo S., Ichinoche Е. Influence of dissolved oxygen in Si02 on C-V characteristics // Jpn. J. Appl. Physics. 1967.- Vol.6. — No9. — P. 10 721 077.
- Saka N.S., Ancona M.G., Modolo J.A. Radiation effects in MOS capacitors with very thin oxides at 80°K // IEEE Transaction on Nuclear
- Science. 1984. — Vol. NS-31. — No.6. — P. 1249−1255.
- Boesch H. E., Jr. and Mc. Garrity J.M. Charge yield and dose effects in MOS capacitors at 80°K // IEEE Transaction on Nuclear Science. -1976. Vol. NS-23. — No.6. — P.1520−1525.
- Kasama K., Toyokawa F., Tsukiji M., Sakamoto M., Kobayashi K. Mechanical stress dependence of radiation effects in MOS structures // IEEE Transaction on Nuclear Science. 1986. — Vol. NS-33. — No.6. -P.l 210−1215.
- Kasama K., Tsukiji M., Kobayashi K. Correlation between mechanical stress and hydrogen- related effects on radiation- induced damage in MOS structures // IEEE Transaction on Nuclear Science. -1987. Vol. NS-34. — No.6. — P.1202−1207.
- X.E. Бон, Пауль В. Дрессендорфер, X. Хейс, Щерра Е. Керне, К. Г. Керрис, Т. П. Ма, Ф. Б. Маклин, Т. Р. Олдхэм, Б. Д. Шейфер, Петер С. Винокур. Ионизационные радиационные эффекты в МОП устройствах и структурах. Москва. 1989. перевод № 1919. — 932с.
- Derbenwick G.F., Gregory B.L. Process optimization of radiation-hardened CMOS integrated- circuits // IEEE Transaction on Nuclear Science. 1975. — Vol. NS-22. — No.6. — P.2151−2156.
- Paillet P., Herve D., Leray J.L. Evidence of negative charge trapping in high temperature annealed oxide // IEEE Transaction on Nuclear Science. 1994. — Vol. NS-41. — No.6. — P.473.
- Herve D., Paillet P., Leray J.L. Space charge effects on SIMOX buried oxides // IEEE Transaction on Nuclear Science. 1994. — Vol. NS-41. — No.6. — P.466.
- Holmes-Siedle A.G., Zaininger K.H. Designing MOS systems for radiation environments // Solid-State technology. 1969. — Vol.12. -No5. — P.40−49,71.
- Shaneyfelt M.R., Shwank J.R., Fleetwood J.R., Winokur J.R.,
- Hughesa K.L., Sexton F.W. Field dependence of interface-trap buildup in polysilicon and metal gate MOS devices // IEEE Transaction on Nuclear Science. 1990. — Vol. NS-37. — No.6. — P. 1632−1640.
- Гуртов B.A. Влияние ионизирующего излучения на свойства МДП- приборов // Обзоры по электронной технике. Сер.2-«Полупроводниковые приборы». Вып.14(595). -М.: ЦНИИ «Электроника». 1978. — 31с.
- Березин А.С., Мочалкина О. Р. Технология и конструирование интегральных микросхем: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. И доп. — М.: Радио и связь, 1992.- 320с.: ил.
- Сугано Т., Икома Т. Введение в микроэлектронику М.: Мир, 1988.-320с.
- Мельник A.C., Данильчук Н. Я. Моделирование технологической операции окисления поверхности кремния // Обзоры по электронной технике. Сер.З. «Зарубежная электроника». -М.: ЦНИИ «Электроника», 1982. 51с.
- Гришаков В.В., Кулев К. А., Попов В. Д. Модель образования дефектов оксида кремния в процессе изготовления планарных интегральных схем // краткое сообщение в журнале, «Известия вузов. Электроника». -М.: МИЭТ. 2001. — № 1. — С. 101 -102.
- Schesier К.М., Benyon C.W. Processing effects on stream oxide hardness // IEEE Transaction on Nuclear Science. 1976. — Vol. NS-23. -No.6. — P. 1599−1603.
- Алексенко А.Г. Основы микросхемотехники. Элементы морфологии микроэлектронной аппаратуры. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Советское радио, 1977. — 408с.
- Hirao Т., Maegawa S. A study on HCL intrinsic qettering for application to bipolar devices and MOS LSI’s // J. Electrochem. Soc. -1988. Vol.135. — No9. — P.2361−2366.
- Концевой Ю.А., Литвинов Ю. М., Фаттахоф Э. А. Пластичность и прочность полупроводниковых материалов и структур. М.: Радио и связь, 1982. -240с.
- Зи С. Физика полупроводниковых приборов: В 2-х книгах. Кн.1. Пер. с англ. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Мир, 1984. — 456с.
- Отчет о научно-исследовательской работе по повышению радиационной стойкости полевых транзисторов. Этап № 1 / Российская инженерная академия. Секция инженерных проблем. -М., 2000.-16с.
- Кононов В.К., Малинин В. Г., Оспищев Д. А., Попов В. Д. Отбраковка потенциально- ненадежных интегральных микросхем с использованием радиационно- стимулирующего метода.
- Радиационно- надежностные характеристики изделий электронной техники в экстремальных условиях эксплуатации. СПб.: Изд-во РНИИ «Электронстандарт», 1994. — С.57−65.
- Hughes R.C. Hole mobility as determined from transit time // Appl. Phys. Lett. 1975. — Vol.26. — P.436.
- Демидова Г. И. Собственный и несобственный пробой < полупроводниковых структур // Микроэлектроника. 1987. — Т. 16.1. Вып.1. 45с.
- Орешкин П. Т. Физика полупроводников и диэлектриков. -М.:1. Высшая школа, 1977. 448с.
- Варлашов И.Б. Исследование влияния технологических операций на состояние межфазовых границ раздела в МДП структурах: Дис.. канд. техн. наук.- М., 1983. 180с.
- Гришаков В.В., Попов В. Д. Влияние термообработки на макродефекты оксида кремния // Девятая международная конференция «Физика диэлектриков» (Диэлектрики-2000): Тезисы докладов. Том 1. -СПБ.: Изд-во РГПУ им. А. И. Герцена, 2000. С.206−207.
- Satoh Y., Shiota Т., Furuya Н. Simulation of degradation of dielectric breakdown field of thermal SiC>2 films due to voids in Si wafers // IEEE Transactions on electron devices. 2000. — Vol.47. -No.2. — P.398−403.
- Lee K.-S., Cho W.-J., Lee B.-Y., Yoo H.-o. Gate-oxide-integrity characteristics of vacancy-rich wafer compared with crystal-originated-pits-free wafer as function of oxide thickness // J.Appl. Phys. 2000. -Vol.39. — Pt.l. -No.7A. — P.4053−4058.
- Ванин В.И., Гришаков B.B., Малышев M.M., Попов В. Д. Определение параметров крупных дефектов оксида кремния в биполярных ИС // Радиационная стойкость электронных систем. «Стойкость-2000». Научно-техн.сб. М.: СПЭЛС, 2000. — Вып.З. -С.55−56.
- Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. М.: Энергия, 1967. — 608с.
- Шагурин И.И. Транзисторно-транзисторные логические схемы. М.: Советское радио, 1974. — С.52.
- Отчет ОНИЛ-727 по теме№ 80−3-089, 1986. 72с.1. АКТ
- Разработанные автором математические модели образования дефектов оксида кремния в технологическом процессе изготовления планарных ИС.
- Результаты моделирования были использованы при проектировании планарных ИС серии 1554, 1867, 1578.1. Председатель комиссии1. Члены комиссии1. В.А.Горохов1. В. П. Крюков В.К.Зольников1. УТВЕРЖДАЮ •1. Зам директора ОАО ВЗПП1. С.С.Глебов1. АКТ
- ВНЕДРЕНИЯ В АООТ ВЗПП РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ ГРИШАКОВА В.В.
- МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ НА ИХ
- Председатель комиссии Члены комиссии1. Калинин В.Г.
- Жуликов А.И. Коновалов А.В.