Розробка методів та засобів забезпечення технологічності МОН-структур мікроелектронних пристроїв в умовах автоматизованого виробництва - Автореферат

Чернівецький державний університет ім. РОЗРОБКА МЕТОДІВ ТА ЗАСОБІВ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОСТІ МОН-СТРУКТУР МІКРОЕЛЕКТРОННИХ ПРИСТРОЇВ В УМОВАХ АВТОМАТИЗОВАНОГО ВИРОБНИЦТВАРобота виконана в Державному університеті “Львівська політехніка” Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Павлиш Володимир Андрійович, проректор Державного університету “Львівська політехніка” Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Дружинін Анатолій Олександрович професор кафедри напівпровідникової електроніки Державного університету “Львівська політехніка”; Клюй Микола Іванович старший науковий співробітник Інституту фізики напівпровідників НАН України.Розвиток та удосконалення мікроелектронних пристроїв (МЕП) на сучасному етапі відбувається в напрямку створення складних систем високого ступеня інтеграції з покращеними технічними характеристиками і вимагає застосування найновіших досягнень науки, техніки та технології. Суттєве підвищення вимог до мікроелектронних пристроїв, розширення їх функціональних можливостей призводить до ускладнення структури, збільшення кількості елементів, висуває на передній план проблему забезпечення технологічності. Для контролю та аналізу параметричного браку розроблено як математичний апарат, так і ряд технічних та технологічних рішень, проте для врахування непараметричного браку загальноприйнято використовувати n-мірний вектор завад при використанні статистичних методів регресійного та кореляційного аналізу, в основі яких лежить схема аналізу механізму процесу у вигляді “вхід-вихід”, що призводить до значних похибок при оцінці виходу придатних. Існуючі методи контролю та боротьби із забрудненнями і врахування “чутливості” конструктивно-технологічного варіанту МЕП до сторонніх частинок є недостатньо ефективними, що призводить до підвищення вимог до чистоти електронно-вакуумної гігієни та технології, технологічних середовищ і реактивів, а це, відповідно, потребує змін конструкції виробничого обладнання. Отже, розроблення нових організаційно-технічних рішень у моделюванні та прогнозуванні характеристик елементів та структур інтегральних схем, а також автоматизованих методів і засобів ідентифікації та діагностики їх дефектності, призначених для проведення експрес-аналізу технологічного браку з метою забезпечення технологічності мікроелектронних пристроїв в умовах автоматизованого виробництва, - актуальна задача, що потребує свого вирішення.Запропоновано комплексний підхід, який дозволить з єдиних позицій розглядати процеси формування напівпровідникових структур, забезпечення їх електрофізичних і технологічних характеристик та передбачає одночасний розгляд проблемних питань, повязаних як з проектуванням КТВ МЕП, так і з забезпеченням в умовах автоматизованого виробництва ефективності його виготовлення. Обгрунтовано необхідність розробки комплексних моделей мікроелектронних пристроїв, які звязують технологію їх виготовлення та електрофізичні характеристики з врахуванням дефектності елементів та компонентів інтегральних схем на основі аналізу фізичних процесів, що протікають в МОН-структурах. Показано, що проблема діагностики дефектності структур мікроелектронних пристроїв надзвичайно актуальна на сучасному етапі, оскільки значне зменшення розмірів елементів ІС з одночасним збільшенням площі кристала збільшує ймовірність появи на кристалі дефектів та забруднень, розміри яких близькі до розмірів елементів ІС. Експериментальні дослідження, що проводились на тестових МОН-транзисторах інтегральної мікросхеми КР1810ВГЗ показали, що результати моделювання провідності GDS в залежності від величини напруги витік-стік VDS узгоджуються з експериментальними даними з похибкою 12-17%, причому найбільше відхилення спостерігається при переході від лінійного режиму роботи транзистора до режиму насичення, що можна пояснити зміною рухливості носіїв заряду при зміні ефективного поля в напівпровіднику. Такий підхід дозволяє проводити аналіз конструктивно-технологічного варіанта одночасно за складовими точності і дефектності з використанням системи критичних параметрів (Ркр, Vkp, критичні розміри та густина розподілу дефектів, що можуть спричинити катастрофічну відмову).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ