103

Основными причинами коротких замыканий в электрической цепи ИС являются дефекты окисной пленки, появление каналов с инверсной проводимостью и другие, возникающие при сборке ИС.

Постепенные отказы выражаются, главным образом, в увеличении токов утечки и вызываются такими причинами, как появление каналов с инверсной проводимостью и загрязнение поверхности полупроводникового кристалла. При наличии подобных дефектов, а также в случае негерметичности корпуса под влиянием окружающей атмосферы отдельные электрические параметры ИС могут дрейфовать, что, в спою очередь, может привести к отказу аппаратуры.

Есть мнение, что с повышением надежности ИС (интенсивность отказов ниже 10-7 l/ч) и долговечности происходит перераспределение доминирующих причин отказов в сторону преобладания причин, обусловливающих постепенные отказы за счет протекающих в материалах элементов ИС медленных деградационных процессов, таких как диффузия, электромиграция, окисление и др.

Ниже в качестве примера приведены некоторые деградационные процессы и величины соответствующей им интенсивности отказов:

Таблица 21 Деградационные процессы и величины интенсивности отказов

4.3СТРУКТУРНЫЕ ДЕФЕКТЫ КОМПОНЕНТОВ БИС

Проблема влияния дефектов, зарождающихся в процессе изготовления ПП, на электрические, электрофизические параметры и выход годных приборов возникла одновременно с разработкой и началом производства первых ПП. Разработка ИС поставила вопрос дефектообразования и его изучения более актуально, чему способствовало несколько факторов.

Во-первых, увеличение степени интеграции, а, следовательно, и рост общей и поражаемой площади кристалла, увеличение плотности упаковки элемен-

104

тов неизбежно приводят к возрастанию опасности поражения элементов ИС в процессе изготовления, снижению выхода годных кристаллов и увеличению их стоимости.

Во-вторых, резкое повышение числа технологических операций при переходе от изготовления простых по конструкции и малых по степени интеграции ИС к разработке и производству функционально более сложных схем с высокой степенью интеграции умножает число дефектов.

В-третьих, использование высокопроизводительного оборудования, позволяющего одновременно обрабатывать крупные партии пластин большого диаметра, способствует росту вероятности образования "технологически вносимых" дефектов.

Любая ИС включает в себя три компонента: полупроводник (моно-или поликристалл), диэлектрик, металл.

4.4ОБЩИЕ ДЕФЕКТЫ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ

Во всех реальных кристаллических твердых телах имеются в большем или меньшем количестве элементарные дефекты кристаллической структуры, оказывающие влияние, нередко решающее, на макроскопические свойства и состояние твердых тел.

Такими дефектами являются:

¾Точечные дефекты - вакансии, спаренные вакансии, межузельные атомы и др.

¾Одномерные (линейные) дефекты - дислокации, т.е. искажения структуры кристаллической решетки:

¾Двухмерные (поверхностные) дефекты - границы зерен и двойников, дефекты упаковки и др.

¾Трехмерные (объемные) дефекты - пустоты, включения и т.д.

Самым распространенным типом дефектов в кристалле являются точеч-

ные дефекты, которые оказывают наибольшее влияние на механизм и кинетику процессов ползучести, длительного разрушения, образования диффузионной пористости и других процессов, связанных с переносом атомов в материалах. В реальных кристаллах точечные дефекты постоянно зарождаются и исчезают под