Повышение радиационной стойкости интегральных схем на основе биполярных транзисторов обработкой в водородной электронно циклотронно резонансной плазме и геттерированием Si-пластин
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, на основе госзадания, Государственное задание ИПТМ РАН, 075-01304-23-00
Полушкин Е.А.1,2, Нефедьев С.В.2, Солтанович О.А.1, Ковальчук А.В.1, Шаповал С.Ю.1
1Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов Российской академии наук, Черноголовка, Россия
2Научно-исследовательский институт молекулярной электроники, Москва, Россия
Email: epolushkin@niime.ru, snefedev@niime.ru, solt@iptm.ru, anatoly-fizmat@mail.ru, shapoval@iptm.ru
Поступила в редакцию: 19 декабря 2022 г.
В окончательной редакции: 4 апреля 2023 г.
Принята к печати: 5 апреля 2023 г.
Выставление онлайн: 23 мая 2023 г.
Продемонстрировано значительное улучшение радиационной стойкости интегральных схем на основе кремниевых биполярных транзисторов. Показано сильное снижение деградации коэффициента усиления по току и значительное улучшение выхода годных после высокоэнергетического γ-облучения. Это было достигнуто благодаря разработке эффективного процесса гидрогенизации объема кремния и поверхностного диэлектрического слоя с использованием плазмы электронного циклотронного резонанса, а также реализации эффективной опции геттерирования Si-пластин. Ключевые слова: интегральные схемы, биполярные транзисторы, ЭЦР-плазма, гидрогенизация полупроводниковых структур, пассивация ловушечных состояний, геттерирование полупроводниковых пластин, γ-облучение, радиационная стойкость, выход годных транзисторов.
- S.R. Kulkarni, M. Ravindra, G.R. Joshi, R. Damle. Nucl. Instrum. Meth. B, 251, 157 (2006). https://doi.org/10.1016/j.nimb.2006.05.028
- Sanaa A. Kamh, F.A.S. Soliman. Nucl. Instrum. Meth. A, 564 (1), 463 (2006). https://doi.org/10.1016/j.nima.2006.03.048
- J.P. Raymond, E.L. Petersen. IEEE Trans. Nucl. Sci., 34 (6), 1621 (1987). https://doi.org/10.1109/TNS.1987.4337526
- A.H. Johnston, G.M. Swift, B.G. Rax. IEEE Trans. Nucl. Sci., 41 (6), 2427 (1994). https://doi.org/10.1109/23.340598
- M. Manghisoni, L. Ratti, V. Re, V. Speziali, G. Traversi, G. Fallica. Nucl. Instrum. Meth. A, 518 (1-2), 477 (2004). https://doi.org/10.1016/j.nima.2003.11.062
- A. Al-Mohamad, M. Chahoud. Nucl. Instrum. Meth. A, 538 (1-3), 703 (2005). https://doi.org/10.1016/j.nima.2004.08.108
- Xingji Li, Jingdong Xiao, Chaoming Liu, Zhiming Zhao, Hongbin Geng, Mujie Lan, Dezhuang Yang, Shiyu He. Nucl. Instrum. Meth. A, 621 (1-3), 707 (2010). https://doi.org/10.1016/j.nima.2010.04.068
- Yu. M. Kobzev, D.P. Frolov, A.V. Enns, V.I. Enns, S.A. Osokin. Trudy FGUP NPTSAP. Sistemy i pribory upravleniya [Proc. of the Federal State Unitary Enterprise, Control systems and device, in Russian, 4, 17 (2010)]
- Cor Claeys, Eddy Simoen. Radiation Effects in Advanced Semiconductor Materials and Devices [Part of the Springer Series in Materials Science book series (SSMATERIALS, 57)], pp. 1-350, (Berlin, Germany: Springer Verlag, 2002). https://doi.org/10.1007/978- 3-662-04974-7
- G.P. Summers, E.A. Burke, C.J. Dale, E.A. Wolicki, P.W. Marshall, M.A. Gehlhausen. IEEE Trans. Nucl. Sci., 34 (6), 1133 (1987). https://doi.org/10.1109/TNS.1987.4337442
- J. Assaf. Chinese Physics B, 27 (1), 016103 (2018). https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1674-1056/27/1/ 016103
- S.L. Kosier, R.D. Schrimpf, R.N. Nowlin, D.M. Fleetwood, M. DeLaus, R.L. Pease, W.E. Combs, A. Wei, F. Chai. IEEE Trans. Nucl. Sci., 40 (6), 1276 (1993). https://doi.org/10.1109/23.273541
- R.N. Nowlin, E.W. Enlow, R.D. Schrimpf, W.E. Combs. IEEE Trans. Nucl. Sci., 39 (6), 2026 (1992). https://doi.org/10.1109/23.211400
- A.S. Zubrilov, S.V. Koveshnikov. Fizika i Tekhnika Poluprovodnikov, in Russian, 25 (8), 1332 (1991). Online Available: https://www.mathnet.ru/links/ e0b6e70878a8187d85a5437dd757bd41/phts4394.pdf
- J.W. Corbett, G. D. Watkins, R. S. McDonald. Phys. Rev., 135 (5A), 1381 (1964). https://doi.org/10.1103/PhysRev.135.A1381
- N.A. Yarykin, J. Weber. Semiconductors, 44 (8), 983 (2010). https://doi.org/10.1134/S1063782610080038
- N. Yarykin, S. Lastovskii, J. Weber. Phys. Status Solidi, 13 (5), 1800651 (2019). https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pssr.201800651
- N.V. Shlopak, Yu.A. Bumai, A.G. Ulyashin. Phys. Status Solidi A, 137 (1), 165 (1993). https://doi.org/10.1002/pssa.2211370113
- I.G. Batyrev, D. Hughart, R. Durand, M. Bounasser, B.R. Tuttle, D.M. Fleetwood, R.D. Schrimpf, S.N. Rashkeev, G.W. Dunham, M. Law, S.T. Pantelides. IEEE Trans. Nucl. Sci., 55 (6), 3039 (2008). https://doi.org/10.1109/TNS.2008.2009353
- S.M. Sze, Kwok K. Ng. Physics ofe Semiconductor Devices. 3rd edn. (John Wiley \& Sons, Hoboken-N.J., 2007) chap. 4, p. 197
- L. Fabry, R. Hoelzl, A. Andrukhiv, K. Matsumoto, J. Qiu, S. Koveshnikov, M. Goldstein, A. Grabau, H. Horie, R. Takeda. J. Electrochem. Sos., 153 (6), g566 (2006). https://doi.org/10.1149/1.2186799
- C. Herring, N.M. Johnson. Semiconductors and Semimetals [ed. by J.I. Pankove, N.M. Johnson; v. 34: Hydrogen in Semiconductors: Hydrogen in Silicon, ed. by Robert K. Willardson and Albert C. Beer (Treatise eds); Chap. 10, Hydrogen Migration and Solubility in Silicon, pp. 225-347, (Academic Press, Inc., San Diego, 1991)]
- J.I. Pankove, D.E. Carlson, J.E. Berkeyheiser, R.O. Wance. Phys. Rev. Lett., 51 (24), 2224 (1983). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.51.2224
- Conyers Herring, N.M. Johnson, Chris G. Van de Walle. Phys. Rev. B, 64 (12), 125209 (2001). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.64.125209
- E.A. Polushkin, S.V. Nefediev, A.V. Kovalchuk, O.A. Soltanovich, S.Yu. Shapoval. International Conference on Micro- and Nano-Electronics 2021, Proc. of SPIE 0277-786X, 12157, 1215711 (2022). https://doi.org/10.1117/12.2624184
- A. Kovalchuk, G. Beshkov, S. Shapoval. J. Res. Phys., 31 (1), 37 (2007). https://www.researchgate.net/publication/ 277125029
- A.V. Kovalchuk, S.U. Shapoval, S.S. Lebedev, S.А. Steblin, А.V. Volosov, N.I. Kargin. Vestnik Natsionalnogo issledovatelskogo jadernogo universiteta "MIFI", in Russian, 3 (2), 189 (2014). https://doi.org/10.1134/S2304487X14020126
- R.R. Brown. Proton and Electron Permanent Damage in Silicon Semiconductor Devices [Boeing Corp., Boeing Rep. D2-90570 (Chicago HQ, IL 60606, USA, 1964)].
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.
