Реферат: Микроструктурные исследования сплавов системы CuInSe2–CuSbSe2

Для проведения исследований использовались КНИ структуры, изготовленные по технологиям SIMOX, Smart-Cut, Dele-Cut и КНС. КНИ структуры были подобраны с одинаковой толщиной пленки кремния 0.23-0.29 мкм и толщиной изолирующего окисла 0.28-0.4 мкм и проведены по цеху серийного производства НПО “Интеграл" в составе одной партии пластин.

Для исследований была разработана специализированная тестовая матрица, содержащая набор тестовых элементов для контроля электрических параметров элементной базы КМОП БИС, контроля и оптимизации технологии их изготовления. В состав тестовой матрицы были включены две КМОП БИС статического оперативного запоминающего устройства емкостью 8К c организацией 1024х8 бит на базе 6-ти и 10-ти транзисторных ячеек памяти. Эти БИС были разработаны с проектными нормами 1,2 мкм под существующий на НПО “Интеграл" серийный КМОП процесс с одним уровнем поликристаллического кремния и двумя уровнями металлизации.

На всех образцах структур КНИ и КНС получены МОП транзисторы с широким набором размеров длин каналов и ширин транзисторов. Важно отметить, что такие параметры единичных МОП транзисторов как пороговое напряжение, напряжение пробоя исток-сток, ток стока практически не зависели от типа использованных КНИ структур, а определялись уровнями легирования карманов и приповерхностной области пленки кремния под затвором. В то же время, начальные участки и наклон допороговых характеристик сильно зависели от типа использованных КНИ структур. Лучшие результаты показали КНИ структуры Smart Cut, SIMOX и КНС. На КНИ структурах Dele Cut были получены МОП транзисторы с удовлетворительными характеристиками, но со значительным разбросом параметров по поверхности пластин.

С целью исследования уровня стойкости и характера изменения параметров проводились сравнительные радиационные испытания КМОП БИС СОЗУ 8К, изготовленных в КНИ и КНС структурах. В образцах, изготовленных в КНИ структурах, имелась возможность реализации двух вариантов подключения подложки - к шине с нулевым потенциалом и к шине, соединенной с источником питания. Радиационные испытания включали оценку стойкости БИС к импульсному воздействию и полной дозе с использованием лазерного и рентгеновского имитаторов. Максимальный эквивалентный уровень импульсного воздействия составил 2,5∙10¹² условн. ед/с, эквивалентная мощность дозы рентгеновского излучения - 174 условн. ед/с. В процессе испытаний контролировалось наличие тиристорного эффекта и катастрофичеcких отказов, контроль функционирования (отсутствие сбоев и отказов), сохранность записанной информации (совпадение считанной и записанной информации), величины токов потребления. При функциональном контроле применялись алгоритмические тесты типа “запись-считывание": “поле 0”, “поле 1", “шахматы”, “инверсные шахматы”, “псевдослучайный код ”.

Прежде всего, отметим, что различий в радиационной стойкости образцов КМОП СОЗУ 8К, изготовленных в Smart Cut и SIMOX КНИ структурах, не установлено. Катастрофических отказов и тиристорного эффекта во всех исследованных образцах не обнаружено до уровня импульсного воздействия 2,5·10¹² условн. ед/с. Уровень сохранности информации (УСИ) для образцов БИС СОЗУ на 10-ти транзисторных ячейках памяти на КНИ структурах составил 3,9·10¹¹ условн. ед/с, что более чем в три раза больше УСИ для образцов на КНС структурах (1,2·10¹¹ условн. ед/с). При увеличении уровня воздействия более УСИ количество ошибок в СОЗУ на 6-ти транзисторных ячейках резко увеличивалось от нуля до нескольких сотен ошибок, в отличие от СОЗУ на 10-ти транзисторных ячейках памяти, для которых количество ошибок возрастало от нуля до нескольких десятков ошибок. Механизм возникновения сбоев информации в СОЗУ на 6-ти транзисторных ячейках памяти предположительно связан со сбоями самих ячеек памяти, а в СОЗУ на 10-ти транзисторных ячейках памяти - с взаимовлиянием ячеек памяти. УСИ КНИ БИС на 6-ти транзисторных ячейках памяти составлял 1,2·10¹¹ условн. ед/с. Уровень сохранности информации и характер изменения импульсной реакции тока потребления образцов на КНИ структурах не зависят от способа подключения подложки к нулевому потенциалу или к потенциалу источника питания.

Импульсная реакция тока потребления зависит от варианта выполнения КМОП СОЗУ. При уровнях воздействия до 1∙10¹¹ условн. ед/с характер изменения импульсной реакции тока потребления КНС СОЗУ совпадает с характером изменения импульсной реакции тока потребления КНИ СОЗУ на 6-ти транзисторных ячейках памяти при подключении подложки к нулевому потенциалу. При уровнях воздействия от 1,2∙10¹¹ до 7∙10¹¹ условн. ед/с характеры изменения импульсной реакции тока потребления в КНС и КНИ СОЗУ на 6-ти транзисторных ячейках памяти совпадают и не зависят от способа подключения подложки. При уровнях воздействия от 7∙10¹¹ условн. ед/с до максимально достигнутого 2,5∙10¹² условн. ед/с характер изменения импульсной реакции тока потребления не зависит от способа подключения подложки, а средние значение амплитуд откликов импульсной реакции тока потребления КНС СОЗУ и КНИ СОЗУ на 10-ти транзисторных ячейках памяти составляли, соответственно, 865 мА и 850 мА, а для КНИ СОЗУ на 6-ти транзисторных ячейках памяти - 910 мА.

В результате исследований по влиянию полной дозы облучения установлено, что уровень отказа по функционированию (по способности записи и считывания информационного кода) составил 2∙10⁴ условн. ед. для КНИ СОЗУ при подключении подложки к потенциалу питания для 6-ти и 10-ти транзисторных и 6∙10⁴ условн. ед. для КНС и КНИ при подключении к нулевому потенциалу. Ток потребления КМОП БИС СОЗУ 8К в режиме хранения до уровня функционального отказа зависит от варианта реализации исследованных образцов БИС (КНИ или КНС структуры), от способа подключения подложек и от варианта реализации ячеек памяти.

Относительно причины повышенной стойкости к импульсному воздействию БИС на КНИ структурах по сравнению с КНС структурами мы полагаем, что это связано в основном с одним фактором, который принципиально отличает КНИ и КНС структуры - возможностью подключения подложки КНИ структур к нулевому потенциалу. Этот фактор оказывает существенное влияние на процессы накопления заряда в захороненном окисле КНИ структур.

Представленные в данной работе результаты свидетельствуют о том, что в настоящее время только КНИ структуры Smart Cut и SIMOX пригодны для производства современных КМОП БИС благодаря высокому структурному совершенству пленки кремния. Изготовленные в КНИ структурах Smart Cut и SIMOX образцы КМОП БИС СОЗУ 8К продемонстрировали более высокую радиационную стойкость по сравнению с образцами, изготовленными на КНС структурах. Получить данные о радиационной стойкости Dele Cut КНИ структур не удалось, поскольку не были получены годные образцы БИС.

Разработанные на НПО “Интеграл" конструкции КМОП БИС СОЗУ 8К и технология их изготовления в КНИ структурах позволяет получать годные образцы БИС. Очевидно, что для повышения стойкости к полной дозе облучения, выбранная комбинация технологических режимов формирования как самих КНИ структур, так и МОП транзисторов в КНИ структурах, не является достаточной и требует дальнейшей оптимизации. В заключение отметим, что представляется принципиально важной активизация и проведение дальнейших исследований по разработке отечественных технологий изготовления КНИ структур, поскольку массовое производство микроэлектронных изделий возможно только на основе постановки серийного производства КНИ структур по собственной отечественной технологии. При проведении этих работ НПО “Интеграл “ будет ориентироваться на Smart Cut технологию формирования КНИ структур, основанную на имплантации водорода и термокомпрессионного сплавления. Эта технология в отличие от технологии SIMOX, обеспечивает не только требуемый низкий уровень дефектности пленок кремния КНИ структур, но и более широкие возможности в управлении параметрами захороненного слоя двуокиси кремния. Это преимущество носит принципиальный характер, поскольку свойства захороненного окисла во время облучения во многом определяют стойкость КМОП БИС к радиационному воздействию. По нашему убеждению именно в этой возможности заложены резервы для повышения радиационной стойкости КМОП БИС в КНИ структурах.

Некогерентным вращением перемагничиваются также и пленки кобальт-вольфрам (25 вес.% W, табл), обладающие текстурой [001] ГПУ кобальта, столбчатой микроструктурой кристаллитов и перпендикулярной магнитной анизотропией (ПМА). Экспериментальная зависимость Н_с (j) по крайней мере до углов 30-40^о совпадает с расчетной, если принять S=1.30, однако при больших углах перемагничивания значительное расхождение экспериментальной и расчетной кривых указывает на существенный вклад иного механизма перемагничивания, а именно процессов смещения доменных границ [9].

Таблица

Условия получения, состав, отношение интенсивностей рентгеновских пиков I₀₀₂ /I₁₀₀ и магнитные характеристики пленок Со-W (h=1 мкм)

Параметр	Со-15 вес.%W					Со-25 вес.%W
	1	2	3	4	5 *	6
Т°С	18	26	33	40	26	18
« 1 2 3 4 » К-во Просмотров: 192 Бесплатно скачать Реферат: Микроструктурные исследования сплавов системы CuInSe2–CuSbSe2 >>> Скачать <<< Меню Поиск