Влияние электростатических разрядов на параметры низкочастотного шума интегральных схем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, кандидат наук Жуков, Дмитрий Михайлович

• Жуков, Дмитрий Михайлович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Жуков, Дмитрий Михайлович

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 4 Глава

Влияние электростатических разрядов на полупроводниковые изделия

1.1 Природа возникновения электростатического заряда в процессе производства

1.2 Модели электростатических разрядов

1.3 Виды и механизмы отказов полупроводниковых изделий

под воздействием электростатических разрядов

1.3.1 Катастрофические отказы

1.3.2 Скрытые дефекты

1.4 Влияние электростатических разрядов на низкочастотный

шум полупроводниковых изделий

1.4.1 Общие сведения о низкочастотных шумах полупроводниковых изделий

1.4.2 Модели возникновения низкочастотного шума в полупроводниковых изделиях

1.4.3 Воздействие ЭСР на биполярные транзисторы

1.4.4 Влияние ЭСР на цифровые биполярные ИС

1.4.5 Воздействие ЭСР на МДП приборы 31 Выводы к Главе 1 34 Глава

Исследование воздействия электростатических разрядов на низкочастотный

шум интегральных схем

2.1 Установки, используемые для исследования интегральных схем

2.1.1 Установка для испытаний изделий электронной техники на стойкость

к воздействию разрядов статического электричества

2.1.2 Метод измерения низкочастотного шума

2.2 Интегральные схемы типа К176ЛП11

2.3 Интегральные схемы типа ИЕБ4023Б

2.4 Интегральная схема типа ИСБ4011БЕ 55 Выводы к главе 2 61 Глава

Методы диагностики интегральных схем по надежности

3.1 Способ сравнительной оценки надежности партий полупроводниковых изделий

3.2 Способ сравнительных испытаний на надежность партий

интегральных схем

3.3 Способ сравнительных испытаний на надежность партий полупроводниковых изделий с использованием измерения НЧШ

Выводы к главе 3

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние электростатических разрядов на параметры низкочастотного шума интегральных схем»

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время электроника является одной из самых быстро развивающихся отраслей промышленности во всем мире. Электронные средства управления, измерения, и контроля используются практически во всех остальных направлениях науки и техники. В связи с тем, что изделия электронной техники (ИЭТ) используются в том числе и в таких ответственных областях как авиация, космическая техника, медицина, военная техника, отказ электронных компонентов в пределах срока эксплуатации не допустим.

Самыми технологически и конструктивно сложными компонентами современных электрических схем являются интегральные схемы (ИС). Их сложность обуславливает и высокую вероятность отказа в процессе эксплуатации. Чтобы не допустить попадания в электрическую схему ненадежных или даже неработоспособных ИС, на предприятиях-изготовителях используется пооперационный контроль качества. На выходе каждая готовая ИС подвергается полной проверке на соответствие техническим условиям (ТУ). Но соответствие ИС требованиям ТУ еще не гарантирует ее безотказной работы в процессе эксплуатации. Часто полностью работоспособная ИС отказывает уже в первые месяцы работы в составе радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Особенно часто это случается в тяжелых условиях эксплуатации (повышенная/пониженная температура, радиация, механические воздействия либо комбинация нескольких таких факторов).

Для выявления потенциально ненадежных ИС, способных с высокой степенью вероятности отказать при работе в РЭА, на заводах-изготовителях проводят различные испытания выпускаемых изделий, такие как электротренировки, термотренировки, электротермотренировки. Данные методы эффективны, но очень затратны как по времени, так и экономически. При все более возрастающей надежности ИЭТ процент отказов снижается, поэтому принципиально важно проконтролировать именно каждое изделие для того, чтобы полностью исключить вероятность отказа при эксплуатации.

4

Потенциальная ненадежность любого полупроводникового изделия (ППИ), обусловлена дефектами структуры кристалла изготавливаемого прибора. Данные дефекты могут быть внесены либо технологически, т.е. во время производства, либо под воздействием внешних факторов уже после корпусирования. Таким образом, для снижения процента отказов необходимо выявлять дефектные ИС на ранних этапах, до монтажа в состав РЭА. Главная сложность в том, что не всегда дефекты структуры ИС напрямую влияют на ее электрические параметры, поэтому не всегда возможно определить потенциально ненадежную ИС простыми измерениями. Необходимы методы, способные выявить те дефекты, которые не влияют на способность ИС выполнять свое функциональное назначение, но увеличивают вероятность отказа во время эксплуатации.

Такими методами могут стать методы, основанные на измерении низкочастотного шума (НЧШ) ИС. НЧШ обусловлен дефектами структуры ИС. Изучая характер НЧШ можно оценить степень дефектности кристалла. Однако не всегда дефекты изменяют НЧШ настолько, чтобы это было заметно при измерении, следовательно, необходимы способы активации имеющихся дефектов структуры ИС. Активировать дефекты возможно с помощью внешних воздействий. Одним из самых эффективных способов является воздействие электростатическими разрядами (ЭСР) на выводы ИС. Изучая поведение НЧШ ИС в зависимости от воздействий ЭСР, можно понять степень дефектности ИС. Для разработки методов контроля надежности ИС с использованием измерения НЧШ и воздействий ЭСР необходимо понимание того, каким образом ЭСР влияют на поведение шума в ИС. Поэтому тема диссертации в настоящее время является актуальной.

Цели и задачи работы: исследование влияния количества воздействий и потенциала ЭСР на параметры НЧШ ИС. Исследование возможности извлечения информации из полученных временных рядов шумового напряжения на выходе ИС с применение методов шумовой спектроскопии.

Для достижения данных целей в работе поставлены следующие задачи:

1 . Экспериментально исследовать влияние потенциала воздействующего ЭСР на среднеквадратичное значение шума на выходе ИС.

2. Экспериментально исследовать влияние количества воздействующих ЭСР на среднеквадратичное значение шума на выходе ИС.

3. Экспериментально исследовать возможность извлечения информации из полученных временных рядов значений шумового напряжения с применением спектральной плотности мощности шума и переходных структурных функций второго порядка.

4. Разработать способы диагностической оценки надежности ППИ с применением НЧШ в качестве информативного параметра.

Научная новизна работы.

В работе получены следующие научные и технические результаты:

1. Показана возможность использования ЭСР в качестве воздействующего фактора для определения потенциальной надежности ИС по параметрам НЧШ.

2. Разработан способ сравнительной оценки надежности партий полупроводниковых изделий с использованием измерения информативного электрического параметра до и после воздействия пятью ЭСР и вычислением конструктивно-технологического запаса измеряемого параметра. На способ получен патент № 2511617.

3. Разработан способ сравнительных испытаний на надежность партий интегральных схем с использование измерения НЧШ ИС до и после воздействия ЭСР, а также после хранения в нормальных условиях и отжига при температуре 100° С. На способ получен патент № 2546998.

4. Разработан способ сравнительных испытаний на надежность партий полупроводниковых изделий с использованием измерения НЧШ до и после воздействия ЭСР и вычислением коэффициента относительного изменения уровня НЧШ. На способ получен патент № 2538032.

Практическая значимость.

Экспериментально исследовано влияние ЭСР на шумы ИС. По полученным данным были разработаны методы оценки надежности партий ППИ. Разработанные способы сравнительной оценки надежности могут быть использованы предприятиями-изготовителями и потребителями ППИ для сравнения и разделения нескольких партий ППИ по потенциальной надежности.

Основные результаты, выносимые на защиту:

1. Влияние количества и потенциала воздействующих ЭСР на среднеквадратичное значение НЧШ напряжения на выходе ИС.

2. Влияние ЭСР на вид спектральной плотности мощности шума и переходной структурной функции второго порядка ряда значений шумового напряжения.

3. Способ сравнительной оценки надежности партий полупроводниковых изделий методом измерения информативного параметра до и после воздействия ЭСР с измерением коэффициентов конструктивно-технологического запаса КВ и Кн.

4. Способ сравнительных испытаний на надежность партий интегральных схем с помощью измерения НЧШ до и после воздействия ЭСР по результатам вычисления трех коэффициентов А1=Хнач-ХЭСР, Д2=ХЭСР-Ххр, Д3=Ххр-Хотж.

5. Способ сравнительных испытаний на надежность партий полупроводниковых изделий с использованием измерения НЧШ до и после

воздействия ЭСР и вычислением коэффициента К = -==£.

^шн

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: международных научно-методических семинарах «Флуктационные и деградационные процессы в полупроводниковых приборах» (Москва, 2012 - 2015 гг.); научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов, магистрантов и студентов ВГТУ (Воронеж, 2012 - 2016 гг.).

Публикации. Основные результаты диссертации изложены в 14 публикациях, в том числе в 3 работах, опубликованных в журналах, рекомендованных ВАК, и в 3 патентах РФ на изобретение.

Все исследования, представленные в диссертации, проведены соискателем. В работах, опубликованных с соавторами, диссертанту принадлежит получение и обработка экспериментальных данных [45-51], анализ полученных результатов, обобщение и формирование выводов [52-55], а также написание заявок на изобретения [57, 59, 61].

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 80 страниц текста, включая 25 рисунков, 11 таблиц, список литературы из 62 наименований.

Глава 1

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ РАЗРЯДОВ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ

1.1 Природа возникновения электростатического заряда в процессе производства

С 1970 г. в отечественной и зарубежной литературе начали появляться статьи об отрицательном воздействии электростатических зарядов (ЭСЗ) на полупроводниковые изделия (ППИ). В настоящее время известно, какой вред полупроводниковым приборам (1111) и интегральным схемам (ИС) приносит ЭСЗ. Аккумуляция заряда на пластинах и фотошаблонах приводит к потерям в выходе годных ПП и ИС, так как заряженная пластина или фотошаблон, подобно пылемагниту, способны собирать частицы пыли даже в самой чистой среде [1]. Анализ показывает, что до 65% отказов МОП ИС на некоторых предприятиях изготовителях ИС вызвано воздействием ЭСЗ [2]. Это доказывает насколько важно знать причины образования ЭСЗ в процессе изготовления и применения ППИ.

Необходимо отметить, что наличие и накопление ЭСЗ на любом изделии не ведут к его повреждению или изменению характеристик до тех пор, пока не произойдет электростатический разряд (ЭСР) через это изделие.

Носители зарядов обеих полярностей распределены в материале равномерно, поэтому он электрически нейтрален. Разрушение этого нейтрального состояния и локальное накопление частиц одной полярности приводят к тому, что тело становится заряженным [3].

Разделение зарядов может быть вызвано различными процессами. Существуют три основных процесса электризации материалов: добавление зарядов, удаление зарядов и разделение зарядов [4].

Основной причиной статической электризации в промышленности является контактирование и разделение материалов. Статическая электризация,

возникающая из-за электрического влияния, вызывается внешними электрическими полями.

Если привести в соприкосновение два тела из различных материалов, то произойдет обмен зарядами между двумя контактирующими поверхностями, приводящий к образованию так называемых двойных слоев. Каждый из них состоит из двух слоев зарядов противоположной полярности, расположенных на поверхности или вблизи от поверхности соприкосновения обоих тел и удаленных друг от друга на расстояние нескольких диаметров молекул. При трении поверхность соприкосновения увеличивается и при этом возрастает переносимый заряд двойного слоя [5].

Статическое электричество представляет собой заряды, остающиеся на теле и вызванные переносом электронов. Эти заряды могут быть как отрицательными, если на предмете имеется избыток электронов, так и положительными, если на этом же месте имеется недостаток электронов [5, 6].

Разделенные заряды остаются на поверхности, если, по крайней мере, один из материалов имеет высокое сопротивление [4]. Примером такого процесса может служить движение пластин или пленки по роликам из твердого материала.

Статические заряды на незаземленных проводниках распространяются мгновенно по всей поверхности. Заряды на непроводниках останутся в той же точке, в какой изначально были сформированы, даже если материал будет заземлен.

Для получения статического заряда на теле необходимо, чтобы электрический заряд при разделении (или другом способе получения) возрастал быстрее, чем компенсировался (т.е. рассеивался) [7].

Всякий заряд, как положительный, так и отрицательный, создает электрическое поле, каждой точке которого соответствует определенная сила, действующая на помещенный туда электрический заряд. Эта сила, характеризуемая напряженностью поля, является причиной движения зарядов противоположных знаков по направлению друг к другу и отталкивание одинаковых зарядов [4].

Таким образом, статическое электричество определяется как явление, вызываемое электрическим зарядом в состоянии покоя. ЭСЗ обусловливается переносом электронов с одной части тела на другую или же переносом заряда с одного тела на другое. Величина заряда зависит в основном от размера, формы, химического состава, электропроводности материала, а также от энергии, создаваемой при трении материалов.

Статическое электричество может появляться на теле в двух состояниях: либо в неподвижном состоянии (ЭСЗ), либо в виде тока - электростатического разряда (ЭСР). ЭСР происходит при соединении тел с различными электростатическими потенциалами. Примером ЭСР может служить обычный в быту искровой разряд между человеком, прошедшим по синтетическому ковру, и металлической дверью, которой он касается [8].

1.2 Модели электростатических разрядов

Для описания ЭСР, который может привести к отказу ППИ, в настоящее время в основном приняты три обобщенные модели: модель тела человека (МТЧ), модель заряженного прибора (МЗП), модель воздействующего поля (МВП) [9-11].

Модель тела человека. При сравнительно простых движениях на поверхности тела человека может создаваться значительный ЭСЗ. Когда заряженный человек касается ППИ, то часть энергии, содержащаяся на поверхности его тела, передается, т.е. разряжается на ППИ и через него на «землю». В большинстве случаев в импульсе содержится достаточное количество энергии, чтобы изменить параметры ППИ и даже расплавить области в материале р-п-перехода. По разным данным емкость тела человека может быть различна. Как правило, емкость для модели тела человека принимается 100 - 250 пФ [12]. Сопротивление тела человека в модели выбирается в пределах 1000 - 2000 Ом. Эта модель соответствует человеку, несущему заряд на внешней поверхности кожи. Эквивалентная схема МТЧ представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Эквивалентная схема ЭСР по модели тела человека

В эквивалентной схеме МТЧ обычно предполагается, что разряд попадает на один проводник, в то время как другой проводник заземлен. Хотя данная ситуация может встречаться и встречается, более вероятным для корпусов ИС прямоугольного типа с двухрядным вертикальным расположением выводов типа DIP, других типов корпусов ИС с выводами и некоторых кристаллодержателей является разряд на проводник, находящийся со всеми остальными проводниками незакрепленной ИС на ровной поверхности. Разряд характеризуется более сильным разрушающим воздействием в случае с заземленной ИС, так как длительность импульса разряда в этом случае больше и поэтому значительно больше рассеивается энергии [13].

При описании этой модели ЭСР приняты следующие допущения. Прежде всего, МТЧ довольно упрощенно представляет распределенную систему (тело человека), и в ней не учитываются коронные явления, появляющиеся перед самим разрядом. В модели не учтена индуктивность человека величиной 50—100 мкГн, которая в какой-то степени ограничивает крутизну фронтов импульсов ЭСР [14].

Реально наблюдаемый ЭСР рассматриваемого типа (МТЧ) протекает не однократно, а в виде серии последовательных разрядов при более низких напряжениях. Это явление описывается более сложной моделью, включающей помимо параметров поверхности объемные компоненты, оцениваемые

значениями 100 кОм и 650—1000 пФ. Полную модель ЭСР сложно воспроизвести на практике, поэтому большинство национальных стандартов, в том числе Ы1Ь-8Т0-883, Ы1Ь-8Т0-38510 и 000-810-1686 (США), и отечественные стандарты предусматривают только поверхностные ^С-компоненты и максимально допустимое время нарастания 20 нс [15].

Модель заряженного прибора. Модель заряженного прибора характеризует тот случай, когда на приборе и на самом корпусе в его системе проводников и в других проводящих участках накапливается заряд, который затем быстро разряжается на один из выводов [12, 13, 14]. В данном случае заряд, хранящийся на металлических частях подложки и корпуса, протекает через подложку и вызывает отказы р-п-переходов, диэлектрических слоев и элементов, являющихся частью разряжаемого участка. Системы проводников прибора и корпуса в результате трения могут заряжаться электричеством так же, как заряжается тело человека. Особенно это может наблюдаться при автоматической подаче приборов путем скольжения в подводящих каналах.

Для описания переходного процесса, протекающего в разряжаемом приборе, можно применить простую эквивалентную схему, представляющую собой цепочку последовательно соединенных элементов (рисунок 1.2): емкости С1 , зависящей от параметров окружающей обстановки, индуктивности проводников прибора Ь и сопротивления элемента схемы Я2, расположенного на кремниевой пластине, в котором будет рассеиваться мощность переходного процесса. Эта цепочка завершается ключом, который изображает контакт с заряженным телом, и некоторым контактным сопротивлением Я1.

Емкость в модели заряженного прибора гораздо меньше, чем емкость в МТЧ. Кроме того, сопротивление заземления в этом случае также гораздо меньше. Поэтому скорость разрядки при данной модели будет гораздо больше, чем скорость разрядки в случае МТЧ [6].

Рисунок 1.2 - Эквивалентная схема ЭСР по модели заряженного прибора

Модель воздействующего поля. Внешнее электрическое поле может воздействовать на ППИ двумя способами. Во-первых, в р-п-переходах прибора, помещенного в поле, могут создаваться потенциалы, величина которых зависит от величины разделительной емкости, находящейся между источником поля и землей.

Во-вторых, в присутствии поля подвижные заряды на теле прибора смещаются в стороны, разделяющие эти заряды. Если затем заземлить проводник прибора, находящегося в поле, то произойдет либо перераспределение зарядов, либо ЭСР, так как дисбаланс, созданный полем, должен быть устранен. Это в точности соответствует ЭСР, описанному в МЗП, и любое значение порога, определенного для случая МЗП, также можно отнести для случая МВП [13].

1.3 Виды и механизмы отказов полупроводниковых изделий под воздействием электростатических разрядов

Непосредственно перед ЭСР и в течение первых десятков наносекунд разряда на ППИ действует наведенное высокое напряжение, которое является источником тока. В связи с этим на изделие воздействуют и потенциал электрического заряда, и ток разряда [16]. У полупроводниковых приборов и ИС,

на которые воздействовали ЭСР, могут иметь место два типа повреждений [17, 18]: катастрофические, которые обнаруживаются наиболее легко, потому что поврежденные изделия не выполняют своих функций; скрытые, которые затрагивают только один из параметров (усиление, утечку и т.д.) или вызывают некоторое изменение характеристик, которые могут, тем не менее, не выходить за рамки допустимых отклонений. Эти повреждения обнаружить труднее, так как зачастую они проявляются лишь в результате повторяющихся разрядов или в процессе эксплуатации.

Существуют понятия опасного и допустимого потенциала.

Опасный потенциал - это потенциал ЭСР, при котором происходит отказ изделия, т.е. выход параметров за нормы, указанные в ТУ[4].

Допустимый потенциал - это потенциал ЭСР, не превышающий половины опасного, который выбирается ближайшим к одному из меньших значений: 10; 30; 100; 200; 500; 1000; 2000 В [4].

1.3.1 Катастрофические отказы

Эти отказы можно разделить на отказы под действием мощности или тока [13] , которые часто опознают по горячим точкам или расплавленным участкам на кристалле, и отказы под действием напряжения, когда им пробивается насквозь диэлектрик или разрушается поверхность кристалла.

Накопленные заряды чаще всего вызывают отказ ИС, когда оператор, несущий на себе такой заряд, касается схемы, в результате чего через нее проходит импульс тока разряда. Этот разряд может вызвать такую высокую плотность тока на границе оксид - полупроводник, что происходит локальное расплавление полупроводникового материала, а в оксиде образуется точечное отверстие диаметром около 1 мкм [19].

Иногда можно определить модель отказа и логически найти его причину по месту отказа в приборе. МТЧ почти всегда приводит к разрушению или отказу под действием мощности или напряжения вблизи вывода, которого коснулись. Оба вида разрушения, т.е. под действием мощности или напряжения, могут

15

возникнуть при разряде заряженного прибора. Однако место разрушения, как правило, находится на проводящей стороне разряженного вывода, кроме заземленного. Отказы под действием мощности вблизи выводов, которых не касались или внутри прибора проявляются под действием зарядов, находящихся на одной проводящей стороне, или в том случае, когда несколько участков разряжаются через элемент прибора в момент заземления другого вывода.

Отказы под действием мощности или тока, характеризуемые МЗП, происходят обычно между схемной частью и землей или питающей шиной. Шины питания и заземления, как правило, являются проводниками с наибольшей площадью и способны хранить наибольший заряд и высвобождать при разряде наибольшую энергию. Отказы внутри прибора под действием напряжения происходят из-за разницы постоянных времени разряда в смежных или пересекающихся участках, что приводит к появлению напряжений, превышающих электрическую прочность диэлектрика.

Шесть наиболее распространенных и связанных с ЭСР механизмов отказов перечислены в документе ДОД-НДВК-263 (США) [6]. К ним относятся: тепловой вторичный пробой, расплавление металлизации, пробой диэлектрика, поверхностный пробой, объемный пробой и газовый дуговой разряд. Первые три механизма отказов определяются током ЭСР, остальные - напряжением.

Тепловой вторичный пробой известен как выгорание перехода. При данном механизме отказа температура на переходе приближается к точке плавления кремния. Когда температура достигает этого уровня, то плавятся сначала неоднородные «горячие» точки, что приводит к локальному расплавлению участка кремния. Если ЭСР имеет достаточную продолжительность, эти горячие точки увеличиваются до возникновения короткого замыкания на переходе.

Расплавление металлизации возникает, если разряд обладает достаточной мощностью для расплавления металла соединительных дорожек, т.к. толщина, а зачастую и ширина металлизированных дорожек настолько малы, что металл расплавляется как у плавких предохранителей под действием повышенного значения тока [4].

Объемный пробой обусловлен изменением параметров перехода из-за воздействия высоких температур под влиянием тока разряда, что приводит, в конце концов, к быстрой диффузии примесей и замыканию переходов в объеме.

Пробой диэлектрика возникает тогда, когда значение электрического поля превышает значение поля, связывающее электроны с ядрами атомов. При этом освобожденные электроны формируют внутренний ток, который дает лавинный эффект, разрушающий диэлектрик. В результате в диэлектрике образуется отверстие [20].

Поверхностный пробой представляет собой механизм отказа, связанный с напряжением разряда, и зависит от целого ряда параметров кристалла изделия, таких, как уровни легирования, нарушения непрерывности и геометрии. Явление закономерно приводит к утечке на переходе.

Газовый дуговой разряд — также зависимый от напряжения механизм отказа, вызывающий, в конечном счете, испарение металлических частей кристалла.

1.3.2 Скрытые дефекты

При воздействии ЭСР возможно также возникновение небольшого повреждения, которое, тем не менее, приводит к отказу ППИ при эксплуатации в начальный период. Испытания на принудительный отказ (например, электротермотренировка) не исключают появления отказов, вызванных ЭСР. Дополнительные манипулирования с изделием при проведении испытаний на принудительный отказ могут привести к увеличению интенсивности ранних отказов изделий, если не приняты соответствующие меры для предотвращения возникновения статического электричества [21]. Скрытые дефекты могут проявиться не сразу после воздействия ЭСР, а спустя месяцы или годы [22].

Скрытые дефекты, возникающие от воздействия ЭСР и проявляющиеся в период эксплуатации, можно разбить на три категории [14]:

нанесенный ущерб настолько мал, что прибор полностью соответствует паспортным характеристикам; вероятность безотказной работы в течение всего срока службы достаточно велика;

поврежденный элемент прибора соответствует техническим условиям либо слегка выходит за установленные пределы и вполне способен выполнять свои функции в системе, однако имеется достаточная вероятность преждевременного отказа;

прибор работоспособен, но не соответствует всем предъявляемым к нему требованиям; надежность прибора существенно ослаблена.

По физическому принципу скрытые дефекты, вызванные ЭСР, можно разделить на несколько групп [4].

Дефекты оксида. Прежде всего, это проколы, приводящие обычно либо к закороткам, либо к образованию диодов Шоттки. В некоторых случаях подобные дефекты в течение длительного времени могут оставаться незамеченными и проявляться лишь при значительном повышении температуры. Другим типом дефектов является захват заряда оксидом, что приводит к сдвигу пороговых напряжений МОП-транзисторов и к образованию паразитных каналов утечки.

Дефекты металлизации, проявляющиеся в виде выброса металла. В результате таких дефектов могут возрасти токи утечки либо появиться закоротки. Во многих случаях возникающие проводящие перемычки могут не влиять на нормальную работу схемы и даже исчезают (плавятся) при перегрузках по напряжению. Несмотря на это, считается, что дефекты подобного рода сокращают срок службы приборов, в частности потому, что делают их более восприимчивыми к импульсным перегрузкам в процессе эксплуатации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Жуков, Дмитрий Михайлович, 2016 год

Список литературы

1. Microelectronics Manufacturing and Testing. 1982. Vol. 5. N 13. P. 14-15.

2. Kohlhaas P. Controlling potential static charge problem // Electr. Packag. and Prod. 1977. N 1. P. 71-73.

3. Хорват Т. Нейтрализация статического электричества / Т. Хорват, И. Берта - пер. с англ.; М.: Энергоатомиздат, 1987. 104 с.

4. Горлов М.И. Электростатические заряды в электронике / М.И. Горлов, А.В. Емельянов, В.И. Плебанович. - Мн.: Бел наука, 2006. - 295 с.

5. Старова И. Статическое электричество в промышленности / И. Старова И. Шиморда - Пер. с чеш. М.; Л.: Госэнергоиздат, 1960. 248 с.

6. Hatfield P.A. Electronic Packaging and Production. 1984. N 2. P. 61-73.

7. Джоветт Ч.Е. Статическое электричество в электронике / Пер. с англ.; М.: Энергия, 1980., 135 с.

8. Welsher T.L. Design for electrostatic(ESD) protection in telecommunication products / T.L. Welsher, T.J. Blondin et al. // Tech. J. 1990. Vol. 69, N 3. P. 77-96.

9. Manzoni M. Electrostatic discharge protection in linear IC's / M. Manzoni // JEEE Transaction on Consumer Electronics. 1985. N 7. P. 52 - 61.

10. Проблема электростатического разряда и современные мктоды защиты интегральных схем от него. Ч. 1 / С. Волков, А. Ефишин, С. Морозов, С. Соколов / Chip news. 2003. N 7. P. 40 - 49.

11. Проблема электростатического разряда и современные мктоды защиты интегральных схем от него. Ч. 5 / С. Волков, А. Ефишин, С. Морозов, С. Соколов / Chip news. 2004. N 2. P. 52 - 61.

12. Manzoni M. Electrostatic discharge protection in linear IC's / M. Manzoni // JEEE Transaction on Consumer Electronics. 1985. N 3. P. 601 - 607.

13. Unger B.A. Electrostatic failure in semiconductors // European Semiconductor Production Electrostatics. 1982. N 4. P. 22-28.

14. Avery L.R. Electrostatic discharge: mechanism, protection techniques and effects on integrated circuit reliability // RCA Rev. 1984. N 2. P. 291-302.

74

15. Avery L.R. ESD and its effects on integrated circuit reliability // New Electronics. 1985. N 4. P. 151-155.

16. Greason W.D. The effects of electrostatic discharge on microelectronic devices - a review / W.D. Greason, G.S.P. Castbe // IEEE Trans. Ind. Appl. 1984. Vol. 20, N 2. P. 247-252.

17. Nailen R.L. Static charges - dynamic damage // Electrical apparatus. 1986. N 12. P. 26-27.

18. Blanks H.S. Electronics reliability: astate-of-the-art survey // Microelectronic reliability. 1980. Vol. 20. N 3. P. 219-245.

19. Обеспечение качества микроэлектронных устройств: Обзор по материалам зарубежной печати // Радиоэлектроника. 1983. С. 1П-32П.

20. Minear R.L. Effects of electrostatic discharge on linear bipolar integrated circuit / R.L. Minear, G.A. Dodson // 15-th Annual Proc. Reliability Physics. 1997. P. 138-143.

21. Unger B.A. Electrostatic Discharge failures of semiconductor devices // 19-th dunual Proc. Reliability Phisics. 1981. P. 193-199.

22. Dumai. The causes and prevention of electrostatic discharge damage to circuit devices // Electronic Manuf. 1989. Vol. 35, N 4. P. 18-20.

23. Диагностика твердотельных полупроводниковых структур по параметрам низкочастотного шума / М.И. Горлов, Л.П. Ануфриев, А.П. Достанко, Д.Ю. Смирнов. - Минск: Интегралполиграф, 2006. - 112 с.

24. Разуменко Д. Низкочастотные шумы электронных компонентов как инструмент для диагностики внутренних дефектов - Компоненты и технологии, 2008. №9. С.168-174.

25. Ван дер Зил А. Шум (источники, описание, измерение): Пер. с англ. / Ван дер Зил А. - М.: «Сов. радио», 1973. - 228 с.

26. Чернышев А.А. Основы надежности полупроводниковых приборов и интегральных схем - М.: Радио и связь, 1988. С. 180 - 184.

27. Жигальский Г.П. Неразрушающий контроль качества и предсказание

надежности интегральных микросхем по электрическим шумам и параметрам

надежности / Г.П. Жигальский // Радиотехника и электроника. - 2005. - №5. - С. 1 - 35.

28. Пряников В.С. Прогнозирование отказов полупроводниковых приборов /

B.С. Пряников - М.: Энергия, 1987 - 324 с.

29. Леонтьев Г.Е. Рекомбинационный шум в р-п-переходах и биполярных транзисторах/ Г.Е. Леонтьев // Мат. докл. научн. - техн. сем. «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах». М.: 1997 С. 52 - 57.

30. Врачев А.С. Низкочастотный шум - свойство диссипативных систем / А.С. Врачев // Мат. докл. научн. - техн. сем. «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах». М.: 1995 С. 43 - 56.

31. Исследование и разработка методов неразрушающего контроля качества и методов анализа отказов изделий микроэлектроники: отчет по НИР РТ / СЗЗПИ; Рег. №01840010239. - М., 1984 - 359 с.

32. Нарышкин А.К. Теория низкочастотных шумов / А.К. Нарышкин, А.С. Врачев- М.: Энергия, 1972. - 153 с.

33 Тимашев С.Ф. Принципы фликкер - шумовой спектроскопии /

C.Ф. Тимашев // Мат. докл. научн. - техн. сем. «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах». М.: 1995 С. 5 - 19.

34 Тимашев С.Ф. Что такое фликкер-шум в электровакуумных системах? / С.Ф. Тимашев // Мат. докл. научн. - техн. сем. «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах». М.: 1999 С. 239 - 260.

35. Чернышев А.А. Основы надежности полупроводниковых приборов и интегральных схем. - М.: Радио и связь, 1988. С. 180-184.

36. Hooge F.N. 1/f noise is no surface effect / F.N. Hooge // Phys. Lett. A. 1969, №29. P. 139 - 140.

37. Mohammadi S., Pavlidis D. A Nonfundamental Theory of Low-Frequency Noise in Semiconductor Devices. - IEEE: Transactions on electron devices, Vol. 47, No. 11, November 2000.

38. Жигальский Г.П. Избыточные шумы в структурах металл-диэлектрик-полупроводник / Г.П. Жигальский // Радиотехника и электроника. - 1999. - № 12. -С. 1413 - 1430.

39. Потемкин В.В. XIII Международная конференция по шумам. Паланга, май - июнь 1995/ В.В. Потемкин // Мат. докл. наунч. - техн. сем. «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах». М.: 1996. С. 5 - 17.

40. Горлов М.И. Влияние электростатических разрядов на величину низкочастотного шума однопереходных транзисторов / М.И Горлов, А.П. Жарких // Мат. докл. Нучн. - техн. Сем. «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах», М.: 2002. №5. С. 113-115.

41. Горлов М.И. Влияние электростатических разрядов на величину низкочастотного шума однопереходных транзисторов / М.И Горлов, А.П. Жарких // Техника машиностроения. 2002. №5. С.126.

42. Горлов М.И. Влияние ЭСР на значения низкочастотных шумов транзисторов КТ209 / М.И Горлов, А.П. Жарких // Сб. научн. Трудов «Твердотельная электроника и микроэлектроника». Воронеж: ВГТУ. 2001. С. 197200.

43. Горлов М.И. Электростатические заряды в электронике / М.И. Горлов, А.В. Емельянов, В.И. Плебанович. - Мн.: Бел наука, 2006. - 295 с.

44. Горлов М.И. Воздействие электростатических зарядов на КМОП микросхемы серии К561 / М.И. Горлов, В.В. Корчевский, Д.В. Тряпша // Состояние и пути повышения надежности видеомагнитофонов: Тез. докл. 7-ой нучн.-отр. конф. Воронеж. 1993. С. 33-34.

45. Горлов М.И. Зависимость низкочастотного шума интегральных схем от воздействия электростатическими разрядами / М.И. Горлов, Д.М. Жуков // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2013 - Т.9 - № 6.2 - С. 98-101

46. Горлов М.И. Диагностика интегральных схем по частотным характеристикам при различных напряжениях питания и температурах / М.И.

Горло, А.А. Винокуров, А.В. Арсентьев, Д.М. Жуков // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2014 - Т.10 - № 3-1 - С. 128-132

47. Горлов М.И. Влияние внешних дестабилизирующих факторов на величину низкочастотного шума интегральных схем / М.И. Горлов, Д.М. Жуков // Программные продукты и системы. - 2016. № 3. С. 187-191.

48. Горлов М.И. Влияние электростатических разрядов на величину низкочастотного шума интегральных схем / М.И. Горлов Д.М. Жуков // Флуктуационные и деградационные процессы в полупроводниковых приборах (метрология, диагностика, технология, учебный процесс): Материалы докладов научно-методического семинара (Москва 27 - 28 ноября 2012 г.) М.: МНТОРЭС им. А.С. Попова, НИУ «МЭИ», 2013.

49. Горлов М.И. Влияние электростатических разрядов на величину низкочастотного шума выходных сигналов цифровых интегральных схем / М.И. Горлов, Д.М Жуков // Флуктуационные и деградационные процессы в полупроводниковых приборах (метрология, диагностика, технология,учебный процесс): Материалы докладов научно-методического семинара (Москва 26 -27 ноября 2013 г.) М.: МНТОРЭС им. А.С. Попова, НИУ «МЭИ», 2014.

50. Горлов М.И. Поведение спектра низкочастотного шума интегральных схем в зависимости от внешних дестабилизирующих факторов / М.И. Горлов, Д.М Жуков // Флуктуационные и деградационные процессы в полупроводниковых приборах (метрология, диагностика, технология,учебный процесс): Материалы докладов научно-методического семинара (Москва 26 -27 ноября 2014 г.) М.: МНТОРЭС им. А.С. Попова, НИУ «МЭИ», 2015.

51. Горлов М.И. Зависимость низкочастотного шума интегральных схем от воздействия электростатическими разрядами / М.И. Горлов, Д.М Жуков // Флуктуационные и деградационные процессы в полупроводниковых приборах (метрология, диагностика, технология,учебный процесс): Материалы докладов научно-методического семинара (Москва 26 ноября 2015 г.) М.: МНТОРЭС им. А.С. Попова, НИУ «МЭИ», 2016.

52. Горлов М.И. Зависимость низкочастотного шума МОП ИС от воздействия электростатического разряда / М.И. Горлов, Д.М. Жуков, А.А.

78

Клюкин // Твердотельная электроника и микроэлектроника: мужвуз.сб.науч.тр. -Воронеж: ВГТУ, 2012. - Вып. 11. - С. 162 - 166.

53. Горлов М.И. Влияние электростатических разрядов на величину низкочастотного шума выходных сигналов цифровых интегральных схем / М.И. Горлов, Д.М. Жуков // Твердотельная электроника и микроэлектроника: мужвуз.сб.науч.тр. - Воронеж: ВГТУ, 2013. - Вып. 12. - С. 93 - 98.

54. Горлов М.И. Низкочастотный шум как параметр надежности полупроводниковых приборов и интегральных схем / М.И. Горлов, Д.М. Жуков // Твердотельная электроника и микроэлектроника: мужвуз.сб.науч.тр. - Воронеж: ВГТУ, 2014. - Вып. 13. С. 28 - 30.

55. Горлов М.И. Влияние внешних дестабилизирующих факторов на величину низкочастотного шум интегральных схем / М.И. Горлов, Д.М. Жуков // Твердотельная электроника и микроэлектроника: мужвуз.сб.науч.тр. - Воронеж: ВГТУ, 2015. - Вып. 14. - С. 113 - 120.

56. Тимашев С.Ф. Фликкер-шумовая спектроскопия. Информация в хаотических сигналах / С.Ф. Тимашев - М.: Физматлит, 2007. - 248 с.

57. Патент РФ Яи 2 511 617 С2, 001Я 31/26, Способ сравнительной оценки надежности полупроводниковых изделий / М.И. Горлов, Д.М. Жуков., Д.А. Денисов - опубл. 10.04.2014 Бюл. № 10.

58. Патент РФ Яи №2 386 975 001Я 31/26 Способ сравнительной оценки надежности партий интегральных схем / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Р.М. Тихонов - опубл. 20.04.2010, Бюл. №11.

59. Патент РФ Яи 2 546 998 С2, 001Я 31/26, Способ сравнительных испытаний по надежности партий интегральных схем / М.И. Горлов, Д.М. Жуков., А.А. Клюкин - опубл. 10.04.2015 Бюл. № 10.

60. Патент РФ Яи №2 381 514 001Я 31/26 Способ сравнительной оценки надежности партий полупроводниковых изделий / М.И. Горлов, Е.А. Золотарева, Н.Н. Козьяков - опубл. 10.02.2010, Бюл. №4.

61. Патент РФ Яи №2 538 032 С2, 001Я 31/26, Способ сравнительной оценки надежности партий полупроводниковых изделий / М.И. Горлов, Д.Ю. Смирнов, Д.М. Жуков - опубл. 10.01.2015 Бюл. № 1.

62. Патент РФ Яи 2 226 698 С2, 001Я 31/26, Способ сравнительной оценки надежности партий транзисторов / М.И. Горлов, А.В. Андреев, А.Г. Адамян, Л.П. Ануфриев, В.А. Емельянов - опубл. 10.04.2004 Бюл. № 10.