ДЕГРАДАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ОБЪЕМЕ КРИСТАЛЛА

Появление отказов, связанных с явлениями в объеме полупроводникового материала, объясняется в первую очередь дефектами активных элементов крис­таллов ИС. По своей природе элемент, сформированный в бездефектном объеме полупроводникового монокристалла без нарушения технологического процесса, является высоконадежной структурой.

Рабочая температура переходов в большинстве случаев в реальных усло­виях эксплуатации во много раз меньше, чем температура, при которой проте­кают диффузионные процессы. Прн такой температуре в течение длительного срока службы ИС не может произойти перераспределения примесей и измене­ния толщины диффузионного слоя, что могло бы вызвать отказ элемента [5].

Таким образом, отказы активных элементов определяются дефектами исход­ного полупроводникового монокристалла или негативными явлениями, имею­щими место в технологическом процессе изготовления ИС. Наибольшее влияние на надежность ИС в реальном технологическом процессе оказывают ионное загрязнение, проколы в окисле, дефекты в исходном материале, операции, про­ходящие прн высокой температуре. iBce это в конечном счете может привести к паразитным замыканиям диффузионных областей транзистора или к умень­шению ширины запрещенной зоны между этими областями

К числу возможных источников отказов активных элементов относят [6]: диффузию неконтролируемых примесей в объеме полупроводникового материала, химическую реакцию на границах раздела между окислом, металлическим про­водником и полупроводниковым материалом, миграцию зарядов в окисле и ад

активной областью ИС, перераспределение дефектов кристаллической решетки, локализованных в объеме и поверхностях активных элементов.

Указанные явления, протекающие или во время технологического цикла изготовления ИС, или позднее, при ее эксплуатации, приводят к изменению свойств как поверхности, так и объема полупроводникового материала. А это, в свою очередь, вызывает такие дефекты, как утечки или короткие замыкания различных областей активных элементов ИС, уменьшение напряжения пробоя перехода, увеличение задержки распространения сигнала, ухудшение усилитель­ных свойств. Однако необходимо отметить, что процент отказов ИС, связанных с явлениями в объеме полупроводникового материала, значительно ниже про­цента отказов, связанных с другими причинами.