Корегування характеристик напівпровідникових приладів

Печать

Предмет и область применения. Радиационная технология (РТ) представляет собой набор дополнительных технологических операций, интегрированных в существующее производство кремниевых дискретных приборов (транзисторы, диоды, датчики, оптоэлектронные приборы и т.п.) и интегральных микросхем всех видов (БИС, СБИС, схемы памяти и т.д.)

Общие принципы:

* РТ основана на способности ионизирующей радиации влиять на электрофизические параметры границы раздела полупроводник-диэлектрик полупроводниковых структур, создавать дефекты кристаллической структуры в кремниевой подложке, изменять зарядовые характеристики диэлектрических слоев.
* Суть РТ состоит в облучении и термообработке в определенных условиях приборных структур на кремниевых пластинах на промежуточных и конечных этапах процесса изготовления приборов.

Положительные эффекты, достигаемые применением РТ:

1. Увеличение диапазона рабочих температур МДП-приборов.
2. Увеличение выхода годных приборов в производстве за счет уменьшения разброса электрофизических параметров структур по площади кремниевой подложки (пластины).
3. Повышение быстродействия и улучшение частотных характеристик дискретных полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.
4. Отбраковка потенциально не надежных МДП-приборов.
5. Управление статическим коэффициентом усиления биполярных транзисторов.
6. Снижение чувствительности МДП-приборов к воздействию ионизирующей радиации.
7. Уменьшение плотности поверхностных состояний на границе раздела кремний-диэлектрик.
8. Управление пороговым напряжением МДП-транзисторов.
9. Радиационное стирание памяти программируемых чипов.
10. Увеличения выхода годных изделий за счет оптимизации электрофизических параметров приборных структур.

Преимущественные отличия РТ:

* РТ применяется в виде дополнительных операций облучения (гамма-квантами или быстрыми электронами) и термообработки на промежуточных и конечных этапах изготовления приборов. Никаких изменений в основные технологические операции изготовления приборов вносить не требуется.
* Применение РТ для управления временными характеристиками кремниевых приборов по сравнению с традиционным легированием дополнительными примесями дает значительно более стабильные и легко управляемые результаты.
* Экономический эффект от снижения брака в производстве электронных приборов на основе кремния и от улучшения их характеристик благодаря применению РТ, позволяет быстро окупить затраты на ее постановку.
* Позволяет воздействовать на полупроводниковые структуры после завершения технологического цикла их изготовления
* Упрощает проведение исследовательских работ на этапе разработки новых изделий для определения оптимальных значений электрофизических параметров структур и электрических параметров приборов.

Experience (имеющийся опыт применения, примеры).

РТ успешно использовалась в 70-90-х на Научно-Производственном Объединении «Кристалл» (Киев, Украина) в массовом производстве кремниевых приборов различных типов. В частности РТ применялась для :

* управления статическим коэффициентом усиления транзисторов серии КТ315;
* управления пороговым напряжением р- и n-канальных транзисторов в большой интегральной микросхеме однокристальной ЭВМ серии КР1816ВЕ51;
* получения оптимального соотношения порогового напряжения ключевого транзистора и встроенного канала нагрузочного транзистора в МДП интегральных схемах;
* управление коэффициентом усиления по току операционных усилителей серий 140 и 146;
* расширения рабочего диапазона питающих напряжений БИС серии КР1810ВМ86 (с 4,75-5.25В до 4,50-5,50В);
* расширения рабочего диапазона температур.