Для обеспечения надежности полупроводниковой электронной компонентной базы, предназначенной для аппаратуры ответственного применения, необходимо оптимальное сочетание статистической (групповой) и физико-технологической (индивидуальной) оценок надежности. В работе в качестве перспективного средства индивидуальной отбраковки потенциально ненадежной электронной компонентной базы предложен термодинамический подход на базе методов релаксационной спектроскопии глубоких центров в полупроводниках. Для транзисторов и интегральных микросхем получены зависимости амплитуды релаксации емкости от частоты следования электрических импульсов заполнения глубоких уровней, обусловленных объемными и поверхностными дефектами различной природы. Для многовыводных КМОП ИС предложены схемы двухполюсного подключения к спектрометру. Определены индивидуальные различия исследуемых образцов разных производителей, а также отдельных образцов из одной производственной партии. Показана перспективность использования методов релаксационной спектроскопии глубоких уровней в качестве средств дополнительного контроля качества полупроводниковых приборов и КМОП-микросхем как в процессе производства, так и при отбраковке изделий с потенциальными дефектами, не предусмотренными проектом инженерного дефектообразования.
Крылов Владимир Павлович
Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, г. Владимир, Россия
Богачев Алексей Михайлович
Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, г. Владимир, Россия
1. Lang D.V. Deep level transient spectroscopy: A new method to characterize traps in semiconductors // J. of Applied Physics. 1974. Vol. 45. No 7. P.3023–3032.
2. ASTM F 978-02 Standard test method for characterizing semiconductor deep levels by transient capacitance
techniques // Annual Book of ASTM Standards. 2002. Vol. 10.05. P. 489–496.
3. Берман Л.С., Лебедев А.А. Емкостная спектроскопия глубоких центров в полупроводниках. Л.: Наука, 1981. 176 с.
4. Литвинов В.Г., Гудзев В.В., Милованова О.А., Рыбин Н.Б. Релаксационная спектроскопия глубоких уровней и ее применение для исследования полупроводниковых структур микро- и наноэлектроники // Датчики и системы. 2009. № 9. С. 71–78.
5. Крылов В.П. Квалигенетика полупроводниковой ЭКБ: фантастика или необходимость? Некоторые аспекты обеспечения качества полупроводниковой ЭКБ // Электронные компоненты. 2015. № 10. С. 22–25.
6. Ma Y., Xu P., Guanetal M. Analysis of deep level defects in bipolar junction transistor sirradiated by 2 MeV
electrons // Microelectronics Reliability. 2017. Vol. 79. P. 149–152.
7. Li X., Yang J., Liu Ch. Evolution of activation energy of interface traps in LPNP transistors characterized by deep-level transient spectroscopy // IEEE Transactions on Nuclear Science. 2017. Vol. 64. No. 7. P. 1905–1911.
8. Крылов В.П., Богачев А.М., Пронин Т.Ю. Релаксационная спектроскопия глубоких уровней и неразрушающий контроль потенциальных дефектов полупроводниковой электронной компонентной базы // Радиопромышленность. 2019. Т. 29. № 2. C.35–44.
9. Чернышев А.А. Основы надежности полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М.: Радио и связь, 1988. 256 с.