научный журнал по электронике и радиотехнике Микроэлектроника ISSN: 0544-1269

НИКИФОРОВ А.Ю., СКОРОБОГАТОВ П.К. — 2008 г.

Выполнен анализ влияния неравномерности ионизации кремниевых ПП и ИС по глубине и поверхности на адекватность лазерного имитационного моделирования объемных ионизационных эффектов. Показано, что неравномерность ионизации по глубине, связанная с поглощением лазерного излучения подложкой ПП или ИС, практически не сказывается на параметрах ионизационной реакции при использовании излучения первой гармоники твердотельных неодимовых лазеров (длина волны 1.06 1.08 мкм). Анализ неравномерности ионизации вдоль поверхности ПП или ИС, связанный с влиянием металлизации, показал, что в большинстве практических случаев процессы диффузии и дрейфа генерированных лазерным излучением неравновесных носителей заряда приводят к выравниванию распределения носителей за времена, сравнимые с длительностью импульса излучения. В этом случае результирующее влияние металлизации может быть учтено поправочным коэффициентом, учитывающим отношение площади металлизации к общей площади кристалла. Для уменьшения влияния металлизации предложено использовать специальные рассеиватели (гомогенизаторы), преобразующие когерентного лазерное излучение в диффузное (рассеянное) излучение. Разработана оптическая модель формирования эквивалентной поглощенной дозы при воздействии диффузного лазерного излучения. Показано, что использование диффузного излучения способствует выравниванию неравномерности распределения эквивалентной мощности поглощенной дозы по объему полупроводника, обусловленной влиянием металлизации. Результаты расчетов подтверждаются экспериментальными данными.

НИКИФОРОВ А.Ю., СКОРОБОГАТОВ П.К. — 2008 г.

Исследовано влияние температуры на адекватность лазерного имитационного моделирования объемных ионизационных эффектов в кремниевых ПП и ИС. Показано, что при использовании излучения первой гармоники твердотельных неодимовых лазеров (длина волны 1.06 1.08 мкм) наиболее существенным фактором является зависимость коэффициента поглощения лазерного излучения (ЛИ) от температуры. На основе анализа объемных ионизационных эффектов в кремниевых ПП и ИС получены зависимости для расчета эквивалентной мощности поглощенной дозы, создаваемой лазерным излучением в полупроводнике, с учетом температуры прибора. Результаты анализа подтверждены экспериментальными данными, полученными при испытаниях тестовых структур и ИС КМОП технологии.

ЕЖОВСКИЙ Ю.К., ХОЛКИН В.Ю. — 2008 г.

На поверхности кремния (100) и арсенида галлия (100) и (110) методом молекулярного наслаивания (атомно-слоевого осаждения) осуществлен синтез ультратонких хромоксидных слоев (наноструктур). Установлено влияние технологических факторов на состав и основные закономерности их формирования. Проведена оценка некоторых диэлектрических свойств хромоксидных наноструктур и качества границы раздела полупроводник–диэлектрик.

ГУСЕВ В.Н., РУДАКОВ В.И. — 2008 г.

Методом оже-электронной спектроскопии исследовано образование контактной системы TiN/CoSi2 с помощью быстрого неизотермического отжига структуры Co/Ti/Si в среде азота. Неизотермический отжиг осуществлялся при различных направлениях градиента температуры. Установлено, что формирование контактной системы происходит только при положительном направлении градиента температуры. Обсуждается влияние различных факторов на образование контактной системы.

АМИРОВ И.И., ГЕРКЕ М.Н., ГОРЛАЧЕВ Е.С., ЗИМИН С.П. — 2008 г.

Представлен способ создания микро- и наноструктур на поверхности эпитаксиальных пленок А4В6 на подложках Si(111) при обработке в аргоновой ВЧИ-плазме. Показана роль пронизывающих дислокаций и террас на поверхности в процессе формирования микро- и нановыступов. Определена зависимость параметров процесса распыления от величины ВЧ-смещения, длительности обработки. Установлено, что причиной самоформирования микровыступов является микромаскирование труднолетучими компонентами областей выхода дислокаций на поверхности пленки.

ЗЕНИН В.В., НОВОКРЕЩЕНОВА Е.П., ХИШКО О.В. — 2008 г.

Проанализированы способы и устройства для изготовления шариков припоя и размещения их на контактных площадках кристалла. Рассмотрены способы и технологические особенности изготовления столбиковых припойных выводов из припоя. Приведены сведения о способах и устройствах для образования шариковых выводов на кристалле оплавлением проволоки. Рассмотрены конструктивно-технологические особенности пайки полупроводниковых кристаллов со столбиковыми выводами к основаниям корпусов или подложкам.

АРАКЕЛОВ К.С. — 2008 г.

С помощью численного моделирования рассмотрен процесс образования положительного молекулярного иона в процессе резонансного рассеяния положительного иона на собственном атоме. Предложен метод расчета физических характеристик процесса, основанный на представлении эволюции квазиклассической -функции системы как классической эволюции всех пар экземпляров первоначальных частиц. Рассчитаны интегральные характеристики модельных процессов образования молекулярного иона. Получены оценки вероятности образования положительного молекулярного иона водорода.

ТИХОНОВ Р.Д. — 2008 г.

При сравнении результатов измерения двухколлекторного латерального биполярного магнитотранзистора, сформированного в равномерно легированной подложке или в диффузионном кармане установлено, что разность напряжения коллекторов при воздействии магнитного поля имеет разный знак. Эффект трактуется используя понятие знака магниточувствительности. С помощью приборно-технологического моделирования исследованы распределения носителей заряда, плотности токов и скорости рекомбинации в магнитотранзисторе, сформированном в кармане при внешнем соединении контактов к подложке и к карману. Показано, что при планарном расположении контактов к подложке в результате действия гальваномагнитных эффектов возникает объемный концентрационно-рекомбинационный механизм отрицательной магниточувствительности. Ключевые слова: биполярный магнитотранзистор, гальваномагнитные эффекты, знак магниточувствительности.

РОГАТКИН Ю.Б. — 2007 г.

Представлены результаты использования алгоритмической макромодели аналого-цифрового преобразователя (АЦП) конвейерного типа при разработке сложно-функциональных блоков для аналого-цифрового преобразования. Приведены результаты расчетов.

АВДЕЕВ Н.А., КЛИМОВ И.В., ЯКОВЛЕВ Р.А. — 2007 г.

На основании анализа флуктуационной и туннельной моделей произведен выбор параметров для оценки уширения кривых нормированной проводимости. Получены аналитические выражения для этих параметров. Предложен метод разделения влияния обоих механизмов на форму кривой нормированной проводимости. Метод позволяет определить численные значения глубины залегания состояний и дисперсии поверхностного потенциала при условии их одновременного вклада в гетерогенность реальной границы раздела полупроводник-диэлектрик.

АМИРОВ И.И., МОРОЗОВ О.В. — 2007 г.

Приведены условия реализации аспектнонезависимого (АНЗ) травления в циклическом двухстадийном (травление/пассивация) процессе в плазме SF6/C4F8. Экспериментально показано, что АНЗ травление достигается с увеличением времени стадии пассивации и/или снижением энергии ионов на стадии травления. При этом происходит увеличение длительности удаления фторуглеродной пленки, которая влияет на характер зависимости скорости травления от аспектного отношения канавки. Представлена модель циклического травления, учитывающая аспектные зависимости процессов на дне канавки: травления Si, осаждения и удаления фторуглеродной пленки. Результаты моделирования удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными. Обсуждены ограничения реализации АНЗ травления.

ДЕВЯТОВА С.Ф., ЕРКОВ В.Г. — 2007 г.

Исследовано влияние добавок водорода, сравнимых с концентрациями моносилана, на особенности пиролиза моносилана и осаждения слоев поликристаллического кремния в температурном интервале 640–700°C в изотермической зоне РПД промышленного типа с горячими стенками. Энергия активации пиролиза моносилана изменяется от 171 кДж/моль в отсутствии водорода до 247 кДж/моль при введении водорода в газовую смесь. Водород существенно замедляет процесс пиролиза моносилана, причем на стадии молекулярного маршрута разложения SiH4 в газовой фазе, при этом эффективный порядок реакции пиролиза по водороду равен ( 2 ± 0.02). Обнаружена сложная зависимость расхода моносилана на осаждение ПК от удельной поверхности осаждения слоев поликристаллического кремния. Подобраны режимы осаждения ПК, обеспечивающие при T= 700°C его равномерное осаждение по ИЗ. При этом удельная проводимость полученных слоев ПК после легирования была в 1.5–2 раза выше проводимости слоев, осаждаемых в стандартных режимах при 640°C и легированных таким же образом.

ВОЙТЕХ С.Н., ДОЛБИК А.В., КОВАЛЕВСКИЙ А.А. — 2007 г.

Исследованы закономерности изменения температурного коэффициента сопротивления (ТКС) пленок поликристаллического кремния, легированных редкоземельными элементами (РЗЭ), кислородом, германием, бором и фосфором от условий их формирования. Показано, что количественное содержание РЗЭ, кислорода и доза имплантированного бора и фосфора в объеме пленки, а также температурно-термическое воздействие на пленки, после их осаждения, являются основополагающими факторами, оказывающими самое существенное влияние на знак и на величину ТКС. Установлены общность и различие в закономерностях изменения ТКС нелегированных и легированных различными примесями и различными методами пленок поликристаллического кремния (ПКК). Показано, что тонкопленочные резисторы, сформированные на основе пленок поликристаллического кремния, легированных РЗЭ и германием, характеризуются отрицательным ТКС, как и нелегированные, а легированные германием, в сочетании с бором и с фосфором при концентрации последних более 1018 ат · см–3 – положительным ТКС. Повышение концентрации таких легирующих примесей, как РЗЭ, кислород, германий (Ge), бор (B), фосфор (P) в объеме пленки способствует изменению знака ТКС с отрицательной величины на положительную.

ОВЧАРОВ В.В., РУДАКОВ В.И. — 2007 г.

Получено аналитическое решение уравнения диффузии в температурном поле с постоянным градиентом температуры для начального распределения концентрации вещества, описываемого функцией Гаусса и учитывающее температурную зависимость коэффициента диффузии. Показано, что температурная зависимость коэффициента диффузии, в случае больших градиентов температуры, приводит к сильной расходимости хвостов неизотермических концентрационных профилей, соответствующих одинаковым по модулю, но разным по знаку градиентам температуры. Дается объяснение особенностям неизотермических концентрационных профилей.

ЖУКОВ В.А., ЗАВЬЯЛОВА А.В., ТИТОВ А.И. — 2007 г.

Разрешение в сканирующих аналитических и технологических ионных микроскопах (FIB) определяется тремя основными факторами: 1) размером гауссового (идеального) изображения источника, 2) ионно-оптическими аберрациями этого изображения, 3) рассеянием первичных ионов и вторичных частиц (ионов и электронов) в мишени. В работе показано, что в настоящее время, благодаря последним исследованиям, впервые возникли предпосылки для сведения к минимуму каждого из трех факторов. Такими предпосылками являются: 1) разработка уникальных, обладающих повышенной яркостью и монохроматичностью, автоионизационных источников ионов с размером эффективной области эмиссии менее 1 нм, 2) разработка теории коррекции осевых аберраций ионно-оптических систем с помощью комбинированного электромагнитного зеркала, 3) исследования по столкновению медленных ионов He+ с поверхностью чистых металлов и исследования торможения медленных ионов в алмазе. Впервые предложена и теоретически исследована модель FIB, в которой используются названные предпосылки и минимизируются все выше упомянутые факторы. Показано, что при коррекции одной лишь хроматической аберрации с помощью предложенного авторами комбинированного электромагнитного зеркала возможно разрешение 1.6 нм в аналитическом и 1.5 нм в технологическом FIB. Показано, что в идеальном (безаберрационном) случае возможно было бы разрешение 0.6 нм в аналитическом и 1 нм в технологическом FIB.

ГОРБАЦЕВИЧ А.А., КАПАЕВ В.В. — 2007 г.

В многомодовом приближении рассмотрен электронный транспорт в волноводах с переменным сечением, которые могут быть сформированы в двумерном электронном газе методами нанолитографии. Сужения и расширения волновода при этом играют роль аналогичную потенциальным барьерам и ямам в полупроводниковых гетероструктурах. Из-за сильного межмодового взаимодействия наряду с надбарьерными резонансами и резонансным туннелированием заметный вклад в вольт-амперную характеристику вносят резонансы Фано.

ПАНКРАТОВ Е.Л. — 2007 г.

Проведен анализ динамики примеси при ее диффузии в неоднородной структуре в процессе производства p–n-перехода. Путем анализа функции влияния неоднородности коэффициента диффузии на динамику примеси получены условия на закон изменения коэффициента диффузии в пространстве, необходимые для увеличения резкости и выбора глубины p–n-перехода и проведена оптимизация времени отжига, при котором достигается компромиссное соотношение между увеличением резкости и равномерности распределения примеси в обогащенных ею областях p–n-перехода.

ГАВРИЛЮК И.И., КЛИМЕНКО А.С., МОШЕЛЬ Н.В., ПОКАНЕВИЧ А.П., ПОПОВ В.М. — 2007 г.

Систематизированы результаты жидкокристаллической (ЖК) термографии “горячих точек” в образцах изделий электронной техники при анализе их отказов. Выделены две группы методов, основанные на использовании неориентированных ЖК (группа 1) и однородно ориентированных ЖК (группа 2), определены условия их применения для различных типов образцов. Разработаны новые высокочувствительные методы ЖК-термографии. Приведены техника и режимы реализации методов. Исследованы различные визуальные ЖК-образы “горячих точек” на образцах интегральных схем и солнечных батарей.

АГЕЕВ О.А., КОНОПЛЕВ Б.Г., ПОЛЯКОВ В.В., СВЕТЛИЧНЫЙ А.М., СМИРНОВ В.А. — 2007 г.

Приведены результаты экспериментального исследования влияния фотонной стимуляции на геометрические параметры структур, полученных на основе пленки титана с помощью зондовой нанолитографии методом локального анодного окисления (ЛАО). Установлено, что использование потоков некогерентного УФ- и ИК-излучения при ЛАО приводит к повышению однородности геометрических параметров тестовых наноразмерных структур и повышению разрешающей способности нанолитографии. Для подтверждения полученных результатов показано, что использование УФ-стимуляции процесса ЛАО позволяет формировать в пленке титана канал шириной 11 нм.

МЯКОНЬКИХ А.В., ОРЛИКОВСКИЙ А.А., ПУСТОВИТ А.Н., РУДЕНКО К.В. — 2007 г.

Предложен и обоснован вариант метода Ленгмюровского зонда для измерения параметров плотной низкотемпературной плазмы низкого давления, приводящей в стационарных условиях к образованию диэлектрических пленок на поверхности. В основе метода – поддержание поверхности зонда свободным от непроводящих пленок при помощи циклически используемого режима ионной очистки. На основе физических механизмов формирования призондового слоя ОПЗ установлены временные границы для динамически переключаемого режима ионной очистки и адекватного интервала измерения точки ВАХ. Приведены результаты экспериментальных исследований полимеробразующей плазмы СНF3 и плазмы аргона в ICP-реакторе, подтверждающие надежность динамического способа измерения ВАХ зонда в плазме.