Влияние импульсной фотонной обработки в среде азота на надёжность подзатворного оксида кремния, полученного пирогенным окислением
https://doi.org/10.21122/2220-9506-2025-16-3-275-280
Аннотация
Надёжность подзатворного диэлектрика является ключевым фактором его применения в электронной компонентной базе современных устройств электроники. Время наработки на отказ слоёв оксида кремния зависит от плотности дефектов, обусловленных наличием гидроксильных групп и водорода в его объёме, и оборванных связей кремния на границе раздела с оксидом. Целью данной работы являлось изучение влияния импульсной фотонной обработки в среде азота на надёжность подзатворного оксида кремния, полученного методом пирогенного окисления. Слои оксида кремния толщиной 17,7 нм получали методом пирогенного окисления подложек монокристаллического кремния, легированных бором с удельным сопротивлением 12 Ом∙см диаметром 100 мм с ориентацией (100) при температуре 850 °С в течение 40 мин. Импульсную фотонную обработку выполняли путём нагрева в азотной среде до 1150 ℃ за 7 с некогерентным потоком излучения от кварцевых галогенных ламп, направленным на нерабочую сторону подложки. Время наработки диэлектрических слоёв на отказ определяли методом ускоренных испытаний с применением тестовых МОПконденсаторов. Показано, что импульсная фотонная обработка пирогенного оксида в среде азота приводит за счёт уплотнения оксида кремния и образования связей Si–N к увеличению времени наработки на отказ в 2,45 раза, что на 29,8 % больше, чем при обработке в естественных атмосферных условиях.
Об авторах
Н. С. КовальчукБеларусь
ул. Казинца, 121А,
г. Минск 220108
В. А. Пилипенко
Беларусь
ул. Казинца, 121А,
г. Минск 220108
Я. А. Соловьёв
Беларусь
Адрес для переписки:
Соловьёв Я. А. -
ОАО «ИНТЕГРАЛ» – управляющая компания холдинга «ИНТЕГРАЛ»,
ул. Казинца, 121А,
г. Минск 220108,
Беларусь
e-mail: jsolovjov@integral.by
Список литературы
1. Doering, R. Handbook of Semiconductor Manufacturing Technology, 2nd ed. / R. Doering, Y. Nishi. NY: CRC Press, 2007. DOI: 10.1201/9781420017663
2. Харченко, В. А. Проблемы надежности электронных компонент / В. А. Харченко // Известия вузов. Материалы электронной техники. – 2015. – Т. 18, № 1. – С. 52–57. DOI: 10.17073/1609-3577-2015-1-52-57
3. Данилин, Н. Проблемы применения перспективной электронной компонентной базы в космосе / Н. Данилин, С. Белослудцев // Современная электроника. – 2006. – № 4. – С. 16–17.
4. Красников, Г. Я. Конструктивно-технологические особенности субмикронных МОПтранзисторов : в 2 ч. / Г.Я. Красников. – М.: Техносфера, 2002. – Ч. 1.– 416 с.
5. Никифоров, А. Ю. Радиационная стойкость электронной компонентной базы систем специальной техники и связи / А. Ю. Никифоров, В. А. Телец // Спецтехника и связь. – 2011. – № 4. – С. 2–4.
6. Солодуха, В. А. Экспрессный контроль надежности подзатворного диэлектрика полупроводниковых приборов / В. А. Солодуха [и др.]. // Приборы и методы измерений. – 2018. – Т. 9, № 4. – С. 306–313. DOI: 10.21122/2220-9506-2018-9-4-308-313
7. Pilipenko, V. A. Influence of Fast Thermal Treatment on the Electrophysical Properties of Silicon Dioxide / V. A. Pilipenko, V. A. Solodukha, V. A. Gorushko // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2018. – Vol. 91, No 5. – P. 1337–1341. DOI: 10.1007/s10891-018-1866-0
8. Ковальчук, Н. С. Влияние импульсной фотонной обработки в среде азота на оптические и электрофизические характеристики слоев двуокиси кремния и ее границы с кремнием / Н. С. Ковальчук, В. А. Пилипенко, Я. А. Соловьёв // Доклады БГУИР. – 2025. – Т. 23, № 3. – С. 5–11. DOI: 10.35596/1729-7648-2025-23-3-5-11
9. Белоус, А. И. Методы повышения надежности микросхем на основе тестовых структур / А. И. Белоус, А. С. Турцевич, Г. Г. Чигирь. − Германия, LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG HeinrichBöcking, 2012. − 240 с.
Рецензия
Для цитирования:
Ковальчук Н.С., Пилипенко В.А., Соловьёв Я.А. Влияние импульсной фотонной обработки в среде азота на надёжность подзатворного оксида кремния, полученного пирогенным окислением. Приборы и методы измерений. 2025;16(3):275-280. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2025-16-3-275-280
For citation:
Kovalchuk N.S., Pilipenko Y.A., Solovjov J.А. Effect of Pulsed Photon Processing in a Nitrogen Ambient on the Reliability of Gate Silicon Oxide Obtained by Pyrogenic Oxidation. Devices and Methods of Measurements. 2025;16(3):275-280. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2220-9506-2025-16-3-275-280