автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Елементи МОН IС i сенсорнi пристроi на основi КНI-структур з лазерною рекристалiзацiею полiкремнiевого шару

««

- 7 шоп «и

ВСЫчИП ПОЛ1ТЕХШЧПИП ШСТНТУТ

На правах рукоиису удк. 621.315. 592

КО ГУ Т 1гор Тимофшович

ЕЛЕМЕНТИ МОН 1С I СЕНСОРН1 ПРИСТРОТ

нл основ1 кньструктур

3 ЛАЗЕРНОЮ РЕКРИСТАЛ13АЦ16Ю ПОЛ1КРЕМН16ВОГО ШАРУ

Спещалмпсть 05.27.01. «Твердотма електрошка,

мшроелектрошка»

ДИСЕРТЛЦ1Я

иа здобуття паукового ступени кандидата техшчних наук в фор!\и науково? допоп!д5

КШВ - 1ЯМ

Робота виксхапа на кафедр! нздигаровШшювох електрш^к* Ль£1Вського паа1тс2н1чмаго 1нсхитуту 1 СКГВ "ОР1ЭОК" (ВСгродаП) м. 1кик> 4ралк;вськ

Еауков! перхвникм

Оф1Ц1ЙН1 ОШЫЕНТИ

доктор те:апчних наук, професор Боронен Е 0. кандидат тенмчнкг наук, доцент Дружин 1Н А. О. член -ко!>еспокдент АН У кратки, доктор ф^зико-математичних наук, професор Лисенко В. С., кандидат техн1чних наук Сидоренко В. И

Ведуча рргаН1зац'ч - ВО " ГАМА" м. Запор! жжя

Захист дисертаци В1дбудеться - " /¥" 1993 р.

на зас1даян! спешавизовано! рада К 068.14.17 при Ки1 всякому П0Л1техн1ЧК0му хнституп за адресов: 252056, м.Ки1Е, пр. Перемоги 37.

3 наукоБою доков1длю можна ознайомитись в б1бЛ10тец] Кигвського полиехшчного институту

Автореферат роз 1 сдано ¡С 4 <* гг< и Л 1993 р.

Вчскхй секретар „__к.*-*

Сяец1ал1говано1 рада "/' В.Д.Е0ЩЕВ

, ЗАГАЛЫСА ХАРАКТЕРИСТИКА POSÛTH

Актуальнють теми. Розвиток м1кроелектрон)ки, a ^акож розши-рення сфер використання прилад1в пов'язано в багатьма проблемами. А саме: шдвищення густини упаковки; пеидклд1я;. шдвкиення ст1йкост1 придалiв до фактор1в, щр эшнюють пров1днють шдкладки (температура. св1тло, рад1ац1йн1 впливи 1 т.д.), вдвпливав на величину пара-эитних зв'яашв шж элементами 1С t, як насл1док, ïxhi параметри; усунення ефекту "замикання" для комплементарних (КМОН) 1С. Виконан-ня цих задач стандартними методам!! ке зав жди вдаеться 1 е практично можливим. Бишш кардинальним шдходом, щр вириаув Ц1 проблеми, в замiна пров!дно< шдкладки приладу на 180лкжчу а риал1защбю еле-MeHTiB в тонк1й нашвпров1ДНиков1й пл1вщ, створен 1й на 1аолятор1. KpeMHieBi структури а неправ1дною тдкладкою носять загальну нааву "Кремн1й-на-1золятор1" (KHI). KptM цього, в останнв десяхир1ччя В1дм1чазться значне Шдиесення. активност! в щй сфер!, аавдяки ун1-кальним властивостям KHI-структур, щр дозволять створювати на ïx основ! 1С в 1нтеграц1ею прилад1в по вертикал1,тобто э двоиа i б1ль-ше р1вкями прилад1в в однор1дних пл1вках монокристал1чного кремШю, роздиених шарами ¡волятора (трьохм!рн1 або багатошаров! 1С),а та-кож модиф1кувати конструкцп звичайних 1С а метою покращення ïx характеристик. Для розв'язання поставлених задач 1:еобх1дне вивчення 1 |чззум1ння мехашэму i законом¡рностей рекристал1зац1¥ пол1кремн1ю, ~'шр в свою чергу дозволить ocboïth технолог1ю одержання бевдефектних ештакс!альних шар1в кремн 1 й-на- i золюичих шдкладках i створювати на ïx основ» м1кроелектпонн1 прилади, в тому числ! чутлив1 елементи датчик» в ф1аичних величин з розширеними функцюнальними можливостя-ми. KpiM цього, незважаючи на значку зовншт подЮнЮть характеристик KHI-прилги в i прилад1в на ochobî монокристал!чного кремни), юнуе щлий ряд суттевих ф1зичних шдм1НН0стей в ïx робот!: вплив npoBiflHoï шдкладки, що rpaè роль другого затвору в ИОН-структур 1; здатн1сть одночасного збагаченнп обох поверхонь шару гашкрем-iii ю; прояв "к1нк-ефекту" та 1н. Еивчення 1 досл1дження цих в1дм1ц-ностей необх!дш для опису ф1аичннх моделей KHI-структур, як1 е основою проектувашш м1кроелектронних приладив.

,, Створеннга i досшдизнню шкроелектронних прилад1в, а саме елемент1в },Ш 1С та сенсорних пристро!в (СП) а структурою KHI, а також вдосконаленню приладив i технологи ïx виготовлення присвяче-на ця робота.

Мета роботи: досл1д;яення можяивостей створення елементчв МОЯ 1С та сенсорних npncTpoïB на-ochobî структур кремяПЬна-1золятор1,

- г -

сформованих методом шкрозоннок лаэернок рекристашзацгк пол1крэм-шевого шару, включаючи розробку cnocoClB покращэння якссш приладив i технологи кх виготовления.

Наукова новизна:

1. Встановлено коредящю мик властивостями рекристашзованого пол i кремам i режимами мжрозоннок лааернок обробки, типом вих1дних структур. Оптим^эоваш умови формування шляхом рекристал1зацп д1-ллнок монокристашчних кремшевих пл1вок на ¡аолятор1, котр1 мають для створення на ïx основ! мжроелектронних'прилад)в достатш (до 700 мкм) л i н i йн i розм1ри, аадану кристалограф)чну ор1ентац)ю i задано роэташування дефектних границь зерен. 0птим1зац1ю зд1йсиено шляхом створення плаНарнок поверхш вихшюго пол1кпемя!ю в КН1-структур1, перюдичного розподиу температуря в зон! розплаву, використання бокового еп!такс1йного росту в!д затравок; при цьому елементи, що створюють перюдичне теплове поле 1 ватравки е прив'я-заш до топологи прилад1в.

2. РоэроОлено та дослужено тестов 1 елемэнти для контролю параметров KHI-структур, приладив на ïx cckobi, технолог)! виготовления. Показано, щр п)д впливом лаэернок обробки аменшуеться густи-на зарядових стан!в на границях розд)лу Si-Si02 в конденсаторних i трапзисторних KHI ШН-структурах; а при перевищенн1 порогово! • по-туиност) лазерного опротнення в них эмешвуються пробивн) напруги. Ир лежить в ochobi оптим)аац1ï умов лаэернок обробки i локрзщення параметра прилад1в. -

3. Проанал130вано особливост1 n-канального МОН-транзистора, сформовиюго в тонк)й ПЛ1ВЩ на ¡золяторь шр фактично складасться з двох транзи^тор!в керованих затвором i шдкладкою, а М1ж ними ю-нуе нейтральна область, яка е причиною "мнк-ефекту" ВАХ в облает i насичэння. Для вивчення }»эичних процеов в таких транзисторах роз-роблено новий n-канальний ЮН ЫОН-транзистор з дэдатковим п+-контактом до облаетi з ¡нверсноо пров)дн1стю рекристал)зовалого полж-ремшю, запропонованз його ф1зичну модель i показано можлив)сть 'усунення "к1нк-ефекту" подачею напруги амицення шж in-контактом i витоком транзистора.

4. Пок^ащення стабгЪьноси ВАХ I технологi4hoett потужних KHI МОН-транэистор1в з затвором матричног конф)гурацП досягнуто за ра-хунок контакпв-затравок до рекристаипзованого шару i технодогiчло виконаних на перетинах делянок затвору-матриц), тобто там де не протжають струми стоку транзистора При електричному эмлценш п)дкладки ко н т акт и - a ;v р&в ки виконують роль стоюв для flipot: а тд-канально! область до усувае "юнк-ефект".

fi. Розроблено конструктивно-технолог iчн1 основи отворення чутливих елемент1в датчик i в ф!аичних величин а структурою IIHI. На приклад1 KHI-тензодатчика встаноплено ашзотролиа електричного опору тензорезистор1в в)д напряму сканування променя лазера в процее1 рекристал1задп. Для максимально! тензочутливосп оптимальним нап-рямом сканування s напрям, шр cm впадав а кристатаграф1чним С1101 i довгою вюсю тензоревистора, а оптимальною плотиною поверхш плас-тини - (100), прямокутна форма мембрани. Еиготовлеш • датчики мають високу чутливють, нридатн! для викэристання в широкому д!апааон! температур.

6. Розроблено HOB1 струэтури i. способи одержаиня мшрокон-тактних а'еднань з розвиненою поверхнеп.що мають високу над»йн1сть, в технолог1ЧНИМИ i малочутливими до впливу npbueciB складання на термомехашчш напруженнп в приладних структурах; ефективний onoci6 електротермотренування.1С на пластин!.

Практичне значения.

1. Ik П1дстав1 результат!в досл1дкення законом!рностей м!кро-sohhoï рекристал1эац1 ï шшкремшеЕих шар i в на 1золюючих шдкладках залежно в1д.типу вих1дних стругаур i умов обробки розроблен1 ф1зи-ко-технолопчн1 основи як одержання матер1алу придатного для виго-товлення м!кроелектронних прилад1в, так l формування елемент1в ЮН 1С i сенсорних прилад1в si структурою KHI. Виготовлеш i досл1джен1 tecTOBí елементи KHI МОН 1С, реальш вразки п'езореаистивних датчиков тиску. Виготовлен1 датчики мають хорони технолопчн! характеристики. Роэроблеш hobi конструктивно-технолопчш ршення ство-реиня нап1впров1дникових датчик) в. ф1зичних величин -А. с. N1458710, N1462990, N1583769.

2. В регультат! анализу методов шдвищення якоси KHI пркла-Д1в, ïx над1йност! i густини упаковки роэроблеш спос1б виготовлен-ня еамосушщаних ЮН-структур типу кремн1й-на-1золятор1 (А. о. HI493010), . структура МОН 1С а занижении!! внутрюхемними струмами втрат (поз. ршення По заявц! N4664908/25), . 1нвертор для побудови запам'ятовуючих пристрогв з високою-: густиною запису шформацп (А. с. N1494214).

3. На шдстав1 анал!зу експериызнтальних даних по вивченню я в ища "кшс-ефекту" в KHI МОН-приладах показано, можливють управ-Л1 ння "ктк-ефектом". Роэроблеш i виготовЛеш KHI МОН-транзистори э усуненим "к!нк-ефектоы". (поз. pinieHiM по ааявщ N4822519/25); запропоноЕана конструкт л потуяюго матричного KHI М0Н-транзистора1 а оршмнпльним способом упрар.иння "к!нк-ефектом", 1 кр1м цього, прилетного для- виготовлення в ре!фнстад]30ви;их шарах псшкремшю з

маяими товщинами (-0,1 мкм 1 менше) (поэ. ршення по ваявц! N4923867/25). '

4. РозроОлеШ конструктивно-технолопчн! вар1анти виготозлэн-ня м1кроконтактних з'едиакь в 10 (А. с. N1414236, N1634052, N1664084, N1623403, поь. р1шення по заявках N4706052/25, N4945170/25), щр дозволяють зменшити термомехашчн! напруження в структурах прилад1в, оптишеувати процеси складання прилад1в,покра-щити 1х технолог 1чн1сть: спооЮ електротермотренування 1С на пластин! (поэ. рипеьпя по эаявц! N4948907/21).

6. Реаультати роботи використовуються в наукових дослдженннх 1 для сворення нових приладних КН1-структур кафедрою нап!впров1дни-ков* електрошки Льтвоького поллехн1чного 1нституту 1 СКТБ "ОР1-ЗОН" (ВО "РОДОН"); дослан! 1Ш1-тевеодатчики - розробках випробу-вального обладнання (ВО "РОДОН"); техшадп ршення, щр е придатними для 1С на основ1 монокремшю, використан1 в розробках 1 сер1йних 1С ВО "РОДОН":

- В1С статично 1 пам'яИ - КМ132РУ8, КМ132РУ9, КМ132РУ11;

- калькуляторних ВЮ - КР145БВ7, КР145ВВ8;

- телев!а1йнйх В1С - КР1051ХЛ1, КР1863ВЕ66.

Автор захиизв:

- ф1зико-технолог1чн1 оспори форМування КН1-структур методом цжроаонно* рекрнстал1эащ г пол1крешпених шар1В, придатних для практичного виготовлення на кх основ! елеменив ЮН 1С 1 СП;

- реаультати доетпджень структурних 1 елетроф!зичних власти-гостей рекристал!зованих пол!кремн!евих шар1в, г^аниць роздиу в структурах ЮН;

- результат« розробкя 1 досл1джень тестових едемент!в для (рнтролю технологи 1 параметров рекристал!зованих шар1в пол!кром-И1ю на !золяц!йн!й П1дк.!адц|, елеменпв МОН 1С 1 СП на IX основ 1, технологи« *х виготовлення;

- нов1 конструктивно- технолог 1 чн 1 способи для щдвищэння $кост! приладних.КНГ^ОН структур, покращення ух параметра, управления "к1нк-ефектом":

- ориг!нсшьн! техн1чн1 ршення оптим!эаци складання прилад!в для шдвищенчя виходу придатних 1 хх над1Йност!, термоелектрэтрену-вання 1С на пластин!.

Апробац1я роботи

Основн! реаультати дисертащйно$ роОоти допов!дались 1 обго-воршались на: республикански!й кауково-техшчн!й конференщ* "Створення 1 використанИя лазерно! техники 1 технолог! г в маишобу-дуванн 1 1 приладобудуванн!" (м. Ки г в, 1985 р), 1-1й галузеыя конфе-

ренцп молодих вчених 1 спещалюпв («.Нальчик, 1985 р.), Всесош-шй икол1 по термодинашт 1 технологи нал 1 вппов 1 дниюзеих кристалл 1 пл1еок (м. 1вано-Франк1вськ, 1986 Р.), 12-1Й Всесоиашй науко-во-техшчшй коиференц!» по м1кроелектрон1Ц1 (м. ТбШс1, 198? р.), Всесоюзна науково-техшчн4й нарад1 "Шляхи вдосконалення технологи нашвпров1дникових 1 Д1електричних матер1ал1в електронно* технши" (м.Одеса, 1988 р.), 7-1 й Всесоюзна конференцп по взаемодп оптич-ного випроМ1нювання е речовиною (м. Лен1нград, 1988 р.), Науко-во-техн1чному семшар1 "Використання лазер 1 в в промисловостГ' (м. Лен1нград, 1989 р.), 3-му науково-техшчному семшар! елект-ронних датчиках "Сенсор-89" (м.Улгород, 1989 р.), 1-1й М1жнародн1й конференцп по еп1такс1Г юму росту пристали (м. Будапешт, Угорщша, 1990 р.), 7-1Й М4мнародн1й конференцЛ по мжроелектронЩ! "М1кгое1екЬгоп1сз '90" (м.Шнськ, СРСР 1990 р.), 3-1й Всесоюэшй ко'нференцп по ф1зиц! 1 технологи тонких нап1впр^в1дникових пл1вок (м. 1вано-Франтвськ, 1990 р.), Науково-техн1чному аональному сем»-нар1 "Методи 1 засоби вичцрювання параметр!в в системах контролю 1 управл1ння" (м. Пенза, 1991 р.), 3-1Й бвропейськ1й конференци по росту кристашв (м. Будапешт, Угоршина, 1991 р.), Шжнародн1й науко-во-техн1чн1й конференщ г "АктуальШ проблеми електронного приладо-будування (АПЕП-91./' (м. Новосиб1рськ, 1992 р.), 2-ому Шжреспубл1-канському науково-техшчному срмшар! "Ф1аико-технолопчн1 проблеми створення КНЬструктур 1 елемент!в електроннок техн1ки на *х осно-в1" (ки1в, 1992 р.).

Публ1кад1к

Питания, розглянуп в дисертац1йн1й робот1 викладен1 в 44 друкованих роботах, в тому числ1 10 статях, 16 авторських св1доцт-вах на винаходи, .16 допов1дях на кижнародних, всесоюзних 1 респуб-Л1канських конференциях, 3-х науково-техн!чних зв1тах по ДКР.

ЗШСТ РОБОТИ

формування кн1-структур м1кровонною лазерною рекристал13а-

щею пол1КРЕ1.Ш1евм шарш

Анализ в1домих метод1в формування КНЬструктур показуб, щр допить ефективним методом е м1кроэонна лазерна рекристал!аац1я. Ефективнють цього методу 1 його конкурентноздатнють баауються на ниаьк1й температур1 процесу 1 можливостях управляти розмИцэнням м1жзеренних границь, контролю за напрямом кристал18ацгу, багато-карового формування.

Досл1дження процесш лаэернок рекристал^аацп .шшкремшевих niapiB на i золят Сших шдкладках проводились на створешй установи! на Oaai лаэер1в ЛГН-101, де було передбачено контроль потужност) лазерного промоня i длиашки процесса плавления та кристалдаац! i. 0птим1защя режим»в оброСки проводилась в таких д1апааонах:

- д1аметр роеплавлано!1 вони 100 - 150 мкм;

- вих1дна потужи!сть 13 - 20 Вт;

- перекрит гя ему «о к скануваяня до 407. ;

- швидк1С1и сканування до 20 мм/с:

- температура п1Д1Гр1ву пластики до 000е С. Дослидення технолог)t виготовлення KHI-структур для створен-

ня елемент»в ЮН 1С 1 СП в зикористанням М1крозонш« лазесно»' рек-ристалюациг проводили э такими типами шар1в пол1кремшю (мал. 1):

а) в iльпою поверхнею;

б) капоулюючкм покриттям;

в) актив1д0ипаюччм покриттям;

г) з актив)дбиваючим покриттям t монокристаллом затравкою: - в L0C0S-окном (поз. 6);

д) - в 01010Л1 i плакарною повэрхнею (100) пластини (поз.7):

в) - в окисл! i поверхнею пластини у виглядi ямок травления и гранями (111) (поа. 8);

Управл1ння планарнютю поверхш пол) кремлю - типом 1 розм!-

ром затравки.

1 >

<V.

1 - кремн!ева пластина 0 102 мм,

■g ' типу кда-80 (100);

термшний юолюючий ?Ю2,

[усифг^^ад 1-0,1-1,2 мкм;

тар пол трети, 1-0,6-0,6 мкм; Х1М1ЧНО нанесений капеулмочий Э102;

Ш1ТИЕ1Дбива)С'-11 513[Ц с мужи;

Мал. 1. Типи сих 1 дних КШ-структур для лазерно? рекристатзацу 1 схематичний еид процесу оброОга

Анашз досл^жутайнх зра:ж1в проводили за допомоюю оптичнок (х 1000 крат) мпфоскопГг, раетрово! електрояноК иифоскопп 1

просштляючо* MiK.pocKoni i. Виявленна Граяиць зорен та пших дефектов проводили П1сля селективного травлэннн 20-30 о в Саско травнику. Для досд!джвння проов1чуючою (НЕМ) шкроисошою враэки приготовляли Х1м1чним потоньшенияи в травнику HFi HIJ0P-1:5 а» сторони подкладки i методой скол!в. Bi зуал1 аац( я шаровок субм1кронно* структури i р1зного роду дефекпв в поперечному nspepisi - на косих ил1фах в РЕМ. 0р1ентац1ю лар1впол1кремиш до, i ni с ля рекристзл1аа-ци виэначали методом електроннограф1чного ananisy 1 за методикою шиаотропного травления через систему регулярних круг лих отвор1в в [сапсулюючому mapi Si02. Для оцпжи елгктроф1зичних властивостей рекри'.;тал1зованих niapiB полжремнио вим1рювали поверхневий onip 4-х зондовим методом. Досл1джання тензорвэиетивних та ¿нших влаоти-востей рекристал1аованих под1крвмн1евих raapiB, границь розд1лу в KHI-структурах i приладах на ix ochobi проводили аа допомог^ю роз-роблених тестових елеменив i правки СИ 3 метою досидлсення i оп-TiiMinauii умов м1крозошю1 лаэерно'1 обробки як у вих1дних KIlí -отруктурах, так 1 в технолога i формування елементш МОИ íС i СП шари полжремнио товшиною 0,6 мкм наносились в рсактор1 попиленного тиску при Т-625°С на пластики КДБ-СО (102 мм) ор1снтац1ею (100). 'Гоыпина 1аолюючого окислу складапа 1,0 мкм. Для створення оптимадь-них температурних градиент i в в вон i роаплаву заотосовувались itancy-жюч1 i просв(чуюч1 гюкриття [мал.S3 Si 02 (0,7 мкм) i S13N4 (0,1 'мкм) i piaiii типи йатравочних областей [201. В окремих випадках шари 1юл1кремшю niдлягали ¡оптrt тплаптащi фосфору i/або бору для дгхшдаичшя ЭМ1НИ провцност! шару пюля лазерного в!дпалу. Так! досл1дменяя пзобХ1ДШ для формування шаряв з заданною концентрацию акцепторно! домшки для шдгонки порогових напрут п-МОН транзисторов.

' ; ^ 1 ' V • ' 1' - моно|фистад1чна Шдкладка;

-Г--•■■■•-■А 2 - 130ЛШЧИЙ шар Si02;

" " ''"lí з - üinp гюл1к])омн1ю;

.. . .. ■ .1"v 4 - каиоулюпчий шар Si02;

5 - anтишдбивне покриття Si3N4.

- ■■* г

Мал. 2. Косий ¡¡¡лiф ии{1дгю< структури

длл .aoia.jioauii де^гачв в nnpi по-

л)к'|к-1лиг> п1 д jicln4-cmy;w«ml!

Л-ел^рж-шм íifTM имхшшя (лил.З.а) шар i в шшкреюмы, одержа» ш;;. :.!отодом локазують що п нлошиШ и i дклэдки i поперечному

IKJ-íVtsül J'OlUt V'W/ГЬ ляшиоэеркиоту сиоаи'мчсу лолокш'сгу структуру:

кристален У-подЮного вигляду, берут: початок э нижньо* границ! роэд1лу Si02 i виходять на поверхню шару, розор!ентованих М1ж собою на невелик! до 16 кути. Електронограми на в!дбиття вказуть ч1тко вирэжену агаиальну структуру, в!сь [1103 якок перпендикулярна по-верхн1 пластини. Шарову структуру в межах окремих кристалтв пояс-нюють високою густиною <111> м!кродвiйник1в, майже перпендикулярних шдкладц!, а в площин! п!дкладки - хаотично аэимутально розор!енто-ваних, щр шдтверджуклъ електронграми на проев i т.

Мал. 3. Структури пол^кремнювих шар ¡в: а)- вих!дна (х20000), б), в), г)- шеля лазерное рекристал1зацп (хЮОО), мозагчна (б), шевронна (в), монокристал!чн! облает 1 э локальними границями зерен

(Г).

Середн1й розм!р зерен в шарах пол1кремн1Ю, визначений з ПЕМ м!крофотогр"ф 1 й, - 0,025-0,03 мкм.

Д1Я лазерного випром1нення на КШ-отруктуру приводить до розплаву шару пол 1 кремнию, а сканування - перем!щення зони розп-лаву по вс!й пластин!. В диапазон! потужностей 13-17 Вт починаеться суттеве 8б!льшення розм!р1в зерен до 35 мкм 1 б!льше. Подальше аб!льшення потужност! приводить до агломерат! рекристалюуючого шару. Для эразк1в з в!льною поверхнею утворюеться с^тка границь зерен "мозагчно*" форми (мал. 3,6), обумовлена нестаб!лыистю границь роапод!лу "розплав-тверда фаза". Головними факторами, що обмежують р!ст кристал!т!в являеться зародження випадкивих центр¡в кристшп-зацп в розплав1. В цих умовах можна одержат и зерна до 40-50 мкм. Додаткове покриття рекристал 1зуючого полжремшю шаром Б!02 суттево покращуе його якють. Кр!м захисту В1д забруднень,. що понижуе ймо-В1рн!сть випадкового зародкоутворення, понижаться масоперонсе,

збиынуеться до 200мкм розм!р зерен э текстурою перевално (100), up пояснюеться ор1ентаЦ1йною залежнют» гранит розд1ду SI/S102, 1 яка мае, як В1домо, М1Н1мал1че значения для площин (100).

Перюдичне поле з актив! дбиваючих S13N4 с муж к, нанесених на капсулюючий S102, дозволяв регулювати температурний проф1ль в зон1 розплаву i стаб!л1зувати фронт росту по плотинах (111) в напрямку <100>. Антив1дбиваючий ефект перюднчно залелсить В1Д товщини шару; i для системи Si3N4-Si02, довжиною хвил1 1АГ; Nd-лазера -1,06 мкм, а також могаивостей технологи нанесения шар!в Si02-3i3N4 в заводсь-ких умовах, за проведеними роэрахунками - оптимальними s t -0,7 ыкм, t -0,1 мкм, ширина Б13М4-полосок - В мкы, крок - 30 мкм. Перемещения зони розплаву вздовж 513№4-смужок приводить до локального neperpiBy полжремнш шд ними, внасл1док чого Ц1 делянки полжрем-Н1Ю кристал>эуються в останню чергу, i в процес1 росту кристалтв саме в цих мюцях будуть локал!зован1 дефекти (мал.3,г).

Для суттевого покращення кристал1чних якостей рекристал!зова-них uiapiB додатково використовували затравку, котра задавала необ-XIдну opieHTauira, а антив1дбиваюч1 смужки - стаб!льний фронт крис-тал1зад11 з одночасною локал1зац1ею дефект1в. KpiM того, для такого випадку, антив1дбивавч1 смужи запропоновано використовувати для компенсацп выводу тепла в шдкладку в ход1 рекристал1защ! через область затравки по винишенню до noaepxHi Sí02 з меншою теплопро-В1ДН1Стю. В ход1 експериментальних випробувань встановлено, шр ефективне бокове нарощення монокристалл 1 в В1д затравки на область изолятора, i 0р1бнтсваних затравкою з роэм1рами до 70x600 мкм мож-ливе при компланарной поверхн! шару полжремнш. При наявност1 вистушв в перех!дшй облает! м!ж затравкою i Si02 виникають дефекти, що приводить до небажаного зародкоутворення i фактично в по-дальшому мшае росту монокристала на mapi Si02. Крш цього, для от-римання piBHOf поверхн i полжремнш в вих!дних структурах необх1дно враховувати piani швидкост! й^го осадження в nponeci нанесения на Sí02 i област1 затравок, poaMipn затравок, ix форму i проф1ль. [8, 12].

KpiM структурних 3míh, до1:л1джувались деяш електроф1зичн! характеристики попередньо легованих В i Р эрйзюв до i шеля рек-риетал1эаш г. На мал. 4 показано эм^ну поверхневого опору, ¡цо зам1-рявся 4-х зондовим методом, в режимах твердофазно* (a) i р1дкофаз-Hoi (0) рекриетаЛ1ааш I, що визначаються потужи i стю випромшення. Зб)льшення пров1Д1Юсп з ростом потуююсП Еипром1нення зв'яйано не TiJibKii )з збгльшенням po3MipiB кристалтв i електричною активацию дсмлтп! n íipoi'ooi обробки. KpiM того для потужного ов1Т.яопого про-штм порягауг !>'KOM'iiiíaniHit¡ ''пасткп'' пч гряшшях перен.

При потужностях (Ильи© порогових спостер1гаеться р1зке эб!ль-шення питомого опору, викликаного деградаЩею рекристал!зованого шару, що П1дтверджуеться металограф1чннми досл1дженнями. [24].

Мал. 4. Залежшсть поверхневого опору рекристал1зуючого полт-ремшю в!д густини потужност! випром1нення для твердофаэнок (а) » р4дкофазно( (б) обробок.

Тенэометричн» характеристики до 1 пюля рекристал1защ < дос-Л1джували на зразках э роэм)рами 17x9x0,5 мм, що мали КН1-тенэоре-эистори роэм*рами 2,5x0,7 мм з опором В1Д 90 до 2500 Ом, закртле-них на спещалымй балщ, яку поддавали певн!й деформаци. Усеред-нен! експериментальн1 значения поэдовжного коёф!щента тензочутли-восп (К), температурного коефщ1ента опору (ТКО). температурного коефЩ1ента тензочутливосп (ТКТЧ) для зразк1в з рекристатзовалим П0Л1кремн1ем представлен в таблит 1.

__ТаблшМ_1_

Тип ПрОВ1ДНОСТ1, концентрат я носив. (см" )____

р-тип, р-тип, р-тип, п-тип,

10" 10 10' 10г

а

55 42 25 -22

ТКО, град

+2,310 +1,110 +1,2 10'

ТКТЧ, град

-1,6 10

-1,5 -1.1

10 10"

Таким чином, В1ДП0В1ДН0Ю тдготовкою вих1дних яраэюв КНГ-структур в поеднашн з оптималышми умовамп лазериог обрсбки,

К

ыожна керувати роз Mi рами рекристал i аоваких диянок, rx opieHraniew, локал1защрю дефект)в, зменшитл число мжзеренних граннць. Лааерча рекристал)зац)я суттево об)лыиуе тенпочут.ллз1Сгь матер1алу. Вета-новлена ан)аотроп)я електриччсго спору тензорезистор1в дооволлг правильно вибирати напрям сканування. Одержан) рекристалиюнан) д:~ лянки пол)кремн)ю по cboïx розшрах ) структурной досконалоот) лри-датн! для створення на ïx ochobi елемент»ь 1С i Cil

iL ТЕСТОВI ЕЛЕМЕНТИ

1С i СП на основ) KHI-етруктур мають ряд в)дминшх особливое-тей пор)вняно з приладами на основ 1 монокремнш. Тому для вивченкя технолог¡чних оеобливостей виготовлення KHI IfOII 1С i СП, а такой для вивчення основних характеристик рекристатзованого поль.ремнио (електроф)аичних 1 структурних властивостей, рухливост) носив, стану границь розд;лу, фотрл)тограф1чних процес)в на р)аних матерг-алах КИ1-структури), шр визначають ïx придатн)оть для виготовлення нрилад1в, розроблений, виготозлений i д0сл)Джеьий набор тестових елемент^в, який умовно можна рсздичити на групп за призначенням, характеру досл)дження ) типу доел:дкуваних властивос^ей.

Перша група - тестов) струкгури, яю дозволяють дослод.хувотп електроф1зичн1 i структур») властиеост) рекристал)зованих полжрем-н i свих mapiB. Для визначення крнсташграф1чно1 ор)ентацг( i структур« рекриетатнаованкх raapiB полжремнжз сформовшп елементи являть сооои систему круг лих регулярних oTBopin диметром 2 мкм ь аахисному окисли Ан)зотропе травления эа допомогою цих тестiв вка-зув на переважну кристалсграф1чну ор)ентацио И00) як в шсцях зат-равочних областей, так i поза ними, тобго на œapi SjC2. Система тептових резистор)в, ор1внтованих тд разними кутами в налрям1 ека-нування xaaojmoro променя1 створена для визначення одноршюст) рек-ристалюсваного полисрешмю на пластину а такс« для вивчення впли -ву локалюованнх границь зерен на прошдшеть матер^илу. Анаша ве-личшш опору рооних резисторов вкаэус на одноршпсть нолжремшс-вого шару по пластин). Г'оэкид опору по пластинi складае f-2.%. Для визначення концентраидi i холовоьког рухлнБост) ncciïi? застосову-вався тест, гр дозволяв доел) д^увати е. р. с. Хола в постШюму маг-штному пол).

Поряд з лнеокнш! вимогами до структурно! досконалоот) рёкрис-тыпговзного кремам важллвою s тшяж задача зб-?р»?й«!шч властивос-Ti'ii !;i:u.¡г, |дз лежать кихчэ юи формупапчi багатоп.'р-т^г етрустури. lO^-hTr i'.'''! i ИЛ'ЛОТ'ИГ^СТ! !П'!1.13Д I , ' •г*ч«чх »Н еГК-'!*ГУ]-пч 'i!';1 виона-

чаються як параметрами самих niapiB на 1с?олятор1, так i природою i величиною заряду на границ! роэд1лу Si-Si02. Для вивчення границь роэд!лу Оули створен! МОН-конденсатори, а також тест, що являе собою комб!нащю р!зиих mapiB багатошарепо! структури, ор!ентованих вздовж i перпендикулярно напряму сканувашш лазерного променя (мал.Б). Структура KHI МОН-конденсатора l його ВФХ представлен! на мал. 6.

Анал1Э електричних характеристик сформованих конденсатор!в проводився за доп^могою дослиження Б1-Х, використовуючи як електро-ди niдклздку, затвор ¡ контакт до рекристалiвованого полшремнио.

Змщенння характеристики в сторону в!д'емних напруг В1дпоб1-

даБ наявност! ефективного заряду в тдзатворному окисл! на границ!

10 -2

роэд!Лу з рекристал!зованим пол1кремн!ем порядку 6-10 см . На мал. 6в показало ВФХ при подач1 напруги змицення до рекристал кованого пол!кремн1ю i до монокристал1чн-Л шдкладки. Величина напруги

плоских зон вказуе на ефективний заряд в ¡золюючому окно л i на граи ¿

ниц! розд!лу о 1золюючою п!дкладкою 3-10см . Дещо велика величина ефективного заряду зв'язана, Пмов1рно, з виникненням мехашчих напруг в MoHOKpeMHibBifl шдкладщ в процес1 ланерног обробки. Таким чином, Д0СЛ1Дження тестових RUI ЮН- конденсатор i в даюгь можлив^сть 0ц1ни'хи стан границь розд^лу в систем!, яка вмицуе шари пол1кремн1Ю оброблен! лазером, що дозволяе п1д1брати оптимальн! режими оброСки пол1кремн!ю для створення в ньому елемент1В МОН 1С ! СП С27]

Окрему групу тестових елемент1в становлять структури для контролю техпроцесу виготовлення 1Ш1 - структур. Cepifl контакпв мгж р!зними материалами-дозволяла ошнити можлив! помилги техпроцесу. Структури у вигляд! гребйнси ! змеевидно! форм» з р!зним кроком дозволили в"эиачити можливост! фотолггографшного процесу на piзних матер!алах. При використаши рекристалiзованого полжремнш для виготовлення елемент1в 1С моиливо формуваннл структур э posMipoM до 2 мкм стандартними методами.

Шсля лазерно! pei .iliCTanisamï пол1кремшсвого шару для фор-мування тестових структур транзисторного типу э полПфемшевим затвором використовувався метод самосучщено* технолога; тоыщша тд-затворного д^електрика складала 70 нм; формування областей стоку ¡ витоку проводилася ¡онною шлланташею фосфору (100 кеВ. 3-10°см').

Для оц1нки можливост1 створення ¡C на lull-структурах i контролю работи елемен.Т1В lu в рекристаЛ13овапэму пол!кремни були ви-готовлен! n-МОН-транзистори з piзним cníbbíдно^ошшм геэмстричних posMipiB каналу, п-р-п - структури, твертори та ihini коу.пон>.;;;'п 1С.

8, I'

01

¡1^1У:

1 •

I I;

IV

' г -

5 I

ГГГ.'.

'Г,:!4 ■■

21

^ Г '

4>

•л »¡О1

•Я!!!

и.

Мал. 5. Фрагменти топологи тестових елемент1в. а) для визначення опору реэистор1в, р!зно

ор1ентованих в напрям1 сканування; 0) для контролю фотол1тограф!чного процесу;

в) ШН-конденсатор для вивчення границь роэд!лу;

г) Сагатошарова структура для вивчення границь розд1лу за допомогою косих ишф!в.

| Л *

-.«.у. —■ / < . { . У г

И

N

1г // ■ю о

' Я

1-п1дкладка р-типу; й-1аолюючий Б102;. 3- рекристал1аований пол!кремн>й р-типу;

—■— I. д ._<__1____•

5 '£ 0 1^3 4 (//6) 4-П+ -контакти;

■ЧУ ~!0 ' Ь

5-п1дзатворний д!е-лектрик;

6-пол1кремн1евий затвор.

■х> -/о о

Мал. 6. Схематнчний вигляд перер1зу Ш МОН-конденсатора-а) 1 йсго В1>Х, иишряш м1ж 1сонтактами: б) затвора 1 рекристал¿зованого жшкремшю;

- 14 -

в) рекристашзованого полiкремнiю i шдкладки;

г) аатвора i шдкладки.

На основ! iHBepTopiB а n-МОИ-транэисторами створеш киъцев1 генератори. Фрагменти топологi i деяких приладних структур показан! на мал. 7.

Сл1д Е1ДМ1ТИТН, до пор)вняно ai звичайними МОН-транзистора-ми виготовленими ь кзнокремнн, KHI МОН-транзистори мамть рпд особ-ливостэй, зв'язаних насамперед з обмеденим об'емом нал 1впровцинкового шару, як! можуть проявляемся в шунтуванн! за рахунок перетво-ренНй нижнього каналу, а такол в проявленн! еффекту перегину ста-тичних вих!дних характеристик ("мнк-ефекту"). Ф1зичпу модель KHI МОН~транэистора можна представит« як сукупшсть двох прилгщв: ро-бочого - керованого налрутою на затвор!, i паразитного - керованого si итороки шдкладки, в «кому роль тдзатворноро д)електрика грае товотий 1ЭОЛЮПЧИЙ шар SiCC. Так як вплив нижнього транзистора неба-жаний, то потр 1 он> особлив 1 м1ри по усунчнню його впливу при виго-товлешм МОН 10. Б1льш детально досл!длувалися режими роботи ir МОН-транз истор i в при р)аних напругах на затвор1 i шдкладц!, характеристики яких представлен! на мал. 8. t32J

В област1 насичення струму .стоку спостер1гаеться ефект перегину ВИХ1ДНИХ характеристик, характерней для KHI ШН-транзистор1в. При подач! позитивно* налруги ai сторони шдкладки струм стоку зб!Льшувться (мал. 8, 0), № викликано, очевидно, утворенням додат-кового каналу поблиэу шолювчого шару. Шдпорогов! струми при цьому значно зростають. При подач! в!д' smhoï напруги на шдкладку в1дбу-ваеться «багачення рекристалiзованого шшкремнио основними нос1ями поОлизу 1 волмочого' окислу. Струм стоку, а також п1дпорогов1 струми при цьому эменшустея (мал. 8, в, г).

Нал. 7. Тополог!я тестоЕих компонент!в 1С. а) транзистор; б) iHBepîop; в) юльцевий генератор.

- It

<У —, ¿Sr, • -4oS

/ 3 4 } ¿ ¿/c ) 8

S

, кал. 8. Статичн! ВИХ1ДН1 ВАХ (a, б, в) 1 шдпорогов1 струми (г) Kill МОН-транзистора при р!ених змщеннях п!дгладк!:.

Рухливють електрон1В в качал! п-М0Н-транзистор!в, виготсвле-них в рекристал1зованому шшкремнп, на диянках, чишшх в1д граничь (субграниць) зерен, складав 500-700 см''/Be; порогов i напрут и • 0,3-1,5 В. У вииадку попадания граничь зерен в канал транзистора, особливо граничь, перпендикулярних напрямку струму, рухливють электрон!в суггево зменшуеться. При поэдовжшх гранидях зерен вмен-шуклься пробивн! напруги стоку i збиьшуються струми втрат.

Таким чином, досл!дження показали, вр використовуючи опти-мальний Ha6ip тестових элеменпв можна аабезпечувати aciip опвратив-hoï i д!агностично! иформацп для анал!зу 1 ощнки параметр1в ша-piB рекристал!аованого тшкремшю на ¡аолятср1 i характеристик технолопчних процес!в створення на ïx основ! елемент1в KHI МОП 10 1 СП.

3. ПОКРАЩЕННЯ KKOGTI ТЕХНОЛОГИ I ПАРАМЕТР IB KHI ШН-СТРУКТУР

Робоч! характеристики КП1 МОН-сгруктур а самосум!щэним пол!к-ремшевим затвором без застосування спец!альних прийом1в до технолог! iï гх виготовлення можуть бути пршими шж характеристики при-лад1в на монокремнп.

Для гюкращення якост! самосум!щених KHI ШН-структур i ïx па-раметр!в розроблено спос!б [21], в котром? введен! додатков1 опера-41ï нанесения 2-х шароЕого антив!дбиваючого покритя Si02-Si3N4 на шар затворного полшремшю i наступна лаэерна обробка таког структур». Обробка структури лазериим променем приводить до оекоистал!-

эац1К пол1кремн1евого затвору МОИ-транаистора 1 до зменшення в об'ем! матер1алу млькост! граничь зерен, щр виключае аномал!ï цвидкок дифуэп до Mi шок в процес1 легування, дозволяе одержати б1дьш Ч1ТК1 кра< затвору внасл!док р!вном1рного травления,

Антив!дбиваюч1 1 капсулююч1 нокриття эабезпечують високу якють морфологи поверхш. Поверхневий ошр пол1крем!)1евих шин аменшився до 10 Ом/п (Оеэ обробки 40-60 Ом/п); лазерний нагр1в п1д-ватворного Д1електрика понизив величину заряду на границ1 п!дзат-ворний д!електрик-рекристал i зований шшкремшевий затвор. На мал. 9 показано схематичне зображенння багатошарово1 структури (a), i KHI ЮН-транзистора (б) а рекристал1зованими шарами пол1кремнио в облает 1 каналу 1 затвора

,-, Вим1рювання БФХ М0Н-конденсатор1в,( в Сагатошарових структурах, мал. 9) як залежност! емност! затвор-шдклад^а В1Д напруги затвор-Шдкладка, вказували на зменшення величини захопленого заряду на гранит розд1лу (3-10 см"'- без лазерной обробки затворного по-лжремнш, 1,610 cmv- п1сля лазернок обробки i ф1ксованого заряду д1електрика в!дпов!дно 6 10 см*1 8 10 см').

1 - пластина КДБ-80;

2 - Si02;

3 - 31-рекристал1зо-

ваний;

4 - S13H4;

5 - алюмпнй.

(б)

g

С 5 В

'/. ij jîi£lb Li '■'//

Мал.9. Схематичне зображення багатошарово! структури (а) 1 «Н МОН-транзистора (б) э рекристашзсваннми шарами полжремнло в област1 каналу ! затвора.

РозроСлений спс.10 для КШ МОН-транзистор1в може такол вико-ристовуватися для стандартно'! МОН-технолоп х а полжремнкзвими затворами.

Досл1дження КН1 МОН-транзистор¡в показали, що верхн1й 1 ниж-Н1й транзистор« можуть не впливати вэаемно один на одного цпрацк>-вати як .незалежш прилзди при прикладен!й напруэ» на затвор 1 шдк-ладку. Це ав'язано з тим, що сумзрна товпдена областей зб1днення вверху 1 внизу рекристал!зованого пол1кремн!ю менше товщини пл1вки (0,5 мкм) 1 м!ж ними !снуе нейтральна область, котра е причиною

"плаваючо* п!дкладки", в тому числ1 "к1нк-е(М>»кту" вих1дних характеристик.

Для досл1дження ф!зичних процесс, в п-каиальпих KHI МОН-транзисторах эапропоновано спос!б, щр полягае в створеши п+ -контакту поблизу каналу транзистора до рекристалюованого пол!к-ремн1ю (мал. 10, а) 1 вивчено вплив напруги, що подаеться на цей контакт, на мехашзм прохождения струму. О'мейство ВАХ такого транзистора показано на мал. 10 (б, в, г).

1 - облает 1 стоку i витоку;

2 - пол1кремн!евий затвор;

3 - додатковий п+ -контакт;

4 - 1золюючий огасел;

5 - подкладка

6J... и..т ®

--'/,• st

;.„. .л.

(Jn**,6

г 3 4 fi 2 4 б s и»~лв

Мал. 10. Схематичний вигляд n-канального KHI МОН-транзистора з додатковим п+ -контактом до швертованог облает! прилзду та його СТЭТИЧН1 ВИХ!ДН» ВАХ (б, В, г) i 3MiHa noporonoi напруги при Р!ЗНИХ вмиценнях на додатковому контакт!.

Для пояснения ловед!нки ВАХ KHI МОН-транзистора з додатковим контактом пропонуеться наступна модель. Зпоротня напруга змпцення, прикладена до ¡нвертовано! припоЕерхнево/ п -облает», эб1льиуе па-ряд в эб^дненому uiapi. Осюльки шд'емний заряд, наведений р13ницею напруг mi ж затвором i внтгжом (1!зв), розпод1лястьея mix зб^днепим i !нверсним шарами, эбыыиення заряду в абонент облает) означав, що при данirt затворяй напрузi частка заряду, шо утворюе творений шар, стане меншою. Шелл подач! зворотньог напругн змпцення на додатковий контакт для ¡ндукування попередньог ki.ibkocti електрошв в lHBepcHoi.'.y шар i потр1бна Спльш пиеока напруга на затвори Поверхне-вий потенщал fc, вд в»дпов1дас початку сильног iивероi i, стае piB-ним -1г. - -Ср + Uk-. a fe •• îp, де îv * потентал в об'ем» кремше-boï пл1вки. Напруга змнценп.-ь. прикладена до ¡нвертованого шару, не дае утворюватись тверскому шару, оск1ЛЬки вона тдтягуе В1Д по-BepxHi електрони, эдатт утверювати шперент"! шар до тих гир, ноли поверхневий потентал I'.- не стане ровням 2Мр! » Unn. Таким чином,

jraporoua напруга МОН-транвистора эб!льиуеться, робот струми амеи-иуютьоя. • Максимальна ширина эб1дненого вару стае равною Xdirax - Г 2 s (2!«pl + ukb)/gNaJ Оекиьки досшджуващ 'транзисторы' сфоршваш-в шпвщ обые*»э-них po3MipiB, то при певшй напруэ1 амгдення на додатквому контакт 1 вб1днена область досягае протилеиюг границ!. пол1кремн1евого'. шару, Розрахунки показуоть, ¡цо шавка рекристал!зованого шшкремнио тов-щиною менше 0,5 мкм повнютю зб1днюеться при nanpyai Ukb - +4 В, щр добре узгоджуеться з експериментом. При подальшому зб!льшенш нап-руги амицення на додатковому контакт! частка заряду, що утворюе îh-ьерсний шар при дан!й Hanpyai на затвор!, стае б1Льшою, щр приводить до зменшення пороговок напруги, зб!льшення робочих струшв транзистора В ав'язку в тим, nip шар рекристал!зованого полшремниэ стае ПОВН1СТЮ эСН дненим, дальше зростання напруги на додатковому контакт! приводить до поступового усунення ефекту згину ВАХ

Використання додаткового контакту до ¡нвертовано! облает! 1Ш1 МОН-транзистора покращуй стаб!льн!сть роботи приладив г його ство-р-эння не вимагае додаткових технолог!чних операшй. [40]

Дещр !нший П1ДХ1Д було розроблено для Шдвшцення стаб1льност1 роботи i управлшня "ктк-ефектом" для потужних, з великими струмами нагрузки, KHI НОН~траноистор)в матричног конф^гурад!ï. Матричний транзистор складавться з затвора матрично* конф!гурацп (мал. 11b) J повторюваних в шахматному порядку елементарних областей ctokIb i виток i в. Однойменш дифуэ 1 йн 1 облает 1 о'бднан! шинами метал1зац! t. Для спрощенни проектування кут м1ж лшями метал¡аац1ï i матричним затвором прийыаеться р!вним 45 , при цьому елементарн! дифуаiani облает! д1стають форму квадрат!в. PosMip сторони квадрата - с, виз-начавться конструктивно-технолог!чними обмеженнями: шириною шин металл аацд i - b, в!дстаню Mix ними - а , ! довжиною затвора - 1 вира-зом:

с - 2 (b + а) - 1. Матричний транзистор дано! конф^урацп складаеться з ьизна-ченого числа елементарних транзистор!в: N •= (2п - I) (m - 1), Де 111, П - КШК1СТЬ рядков i СТОБбц!В. Пяоща матричного транзистора складае:

S - (nw + 1) (ш + 1), де W -ширина эб)дненого елемента затвора. . На мал. И показан! ВАХ матричного КШ МОН-транзистора a cniB-вшюшенн.чм w/l-1260/i,5. Для вказаних транзистор!в крутизна склада-ла 3 - 0,5 мА/В. Високе оначенил крутизн» досягнено вибором коне-

трукци 1 розм1рпми елемент1з. Управлшня "к1нк-ефектом" та _злУеэ-печення висоютк якост1 рекристал1эоваиого иол1кремн1ю доспгнено за рахунок введения контакт ¡в-затравок до шдкладки в мюцях перетяну Я1лянок затвор1в матричной конф!гурашк. При цьому контакти-затравки зроблеш в форм! квадрат1в вписаних в ф!гури перетину д1лянок эатвор!в (мал. 11,г). Характерною особлив!сто цього транзистора е те, пр в ньому канал 1 п1дканальна область в рекристал!зованому по-л1кремн!ю роэм1щен! як над д!електриком, так 1 над вшгом контакта до шдкладки. При подач1 напруги М1ж стж-витоковими областями злектричне поле буде направлене в!д стоку до витоку як показано стр(лками (мал. 11,г). Напружешпсти цього поля 1 буде вианачатися струм стоку. В п!дзатворн!й облает! транзистора, розмицешй на пе-ретикч д1лянок затвора (у "вуэл!") тобто над зоною контакту рекрис-тал1зованого пол1кремн1ю э шдкладкою, сумарне электричке поло, створюване напругою М1я ст!к-витоковими областями буде р!вним нулю, як поле м1ж еквтотеншальними областями ст!к-ст!к, вит ж-вит ж одного ! того ж транзистора Таким чином, робоча область в розробле-ному транзистор! повметю рэзмицена над ¿целектриком 1 дефектность в1л контакту-эатразки з шдкладки при рекристалл1эащ I полжреммт но буде впливати на ВАХ матричного КН1 МОН-транаистора, оск1льки локашзована поза робочими областями прилада. В шй зеш струм сто-|?у не пропкав, тому саме в цих мютях запропоновано формувачня контакт 1 в-затравок рекристал!зованого полжремнио з п!дкладкою, котр1 е т!льки стоками для основних носив (д1рок) з шдканальних областей транзистора при подач! напруги эмидення до шдкладки, 1 забезпечуе ефективке управляя "кжк-ефзктом" [43].

Робоч! характеристики КН1-прилад!в 1 кх надиЧшсть визна-чаються не т!льки допустимими електроф13ичними параметрами шар!в, пов'язаних з технологию кх эиготоалення X режимами роботи, але ! тим, наск1льки оптимально це враховано в топологи. Тому з метою крашр! над!йност! приладив ! виходу придатних, роэроблена структура МОИ 1С [291, в кот',мй дифуо!йн! сигнальш шин и (типу СТ1К-ВИТОКОВИХ областей) розмшеш 1 п!дключен1 до електрод!В транзистора а враху-ванням на них потеншалу таким чином, що р!зннця потеншатв нз со-шдшх ш. чах - мжомальна. Такий шдход доаволяе усунути Енутрю-хемш сфуми втрат не за рахунок зб!льшення В1дстаней М1ж шинами, тобто зб1льшеиня члош кристалу, а шляхом унпкнення суперпозици елекричних пол1в на кохной пар1 сус1дн1Х шин. Розроблена структура, кр1м МОП 1С, може бути реалозована для во 1 х тишз МОП прилад1в.

Компонент» 1С, реал!30Е"Ш1 на структурах типу кремшй-на-!эо-лятор!, мо?5'ть бути також уешичо поеднан! г стандартною МОН-тохно-

лопею 1С » використаш для створ.ення нових тишв елемеипв а пок-ращдними технл<о-економ1чними показниками. Так,' для побудови еле-

Мал. И. Статичн» ВАХ матричного КН1 МОН-транзистора СV*/1-1260/4,5) а), його аовнтший вигляд б) 1 схематичне аображення тополог 11 КШ мель транзистора в), збиьшений фрагмент тополог 1 к г) 1 перер1з структуры д). На мал. 11 позначено: 1 - шдкладка; 2 -¡золшчий 5Ю2; 3 - контакт рекристал1зованого пол) кремни, до тдк-ладки; 4 - рекристалIзований полкремшй; 6 - ст^к-витоков! области 6 - шдэатворний д^електрик; 7 - шшкремшевий затвор; 8 -мшнрова 1Э0лящя; 9 - контакты 1 в1кна до електроД1В транзистора; 10, 11, 12 - алюмшев1 шини В1ДП0В1ДН0 стоку, затвора 1 витоку.

мент)в пам'ят1 статпчних валам'ятовуючих пристрогв з високою гус-тином запису ¡н^ормаци роароблено ¡ньертор С19], в котрому а метою зменшення площх 1 П1Двиш,эння його ст1йкост! до збо1В, разом а ак-тивним МОН-транзиетором в монокремнп, як нагрузочний елемонт вико-риотано вертикалышй зворотньозмицений р-п перох1Д, реал1зований в пол1кремн11-на-1золятор1. Електрична сх^ма тако* ком1рки показана на мал. 11 (а), характеристика нагрузочного р-п переходу типу по^ик-реший-110л1кремнШ на ¡золятор! (6) 1 шшдна характеристика ¡нвер-

тора (в). Як видно'в наведених характеристик, p-n nepexifl, ио пра-цюе в режим1 генератора струму э даному випадку забезпечув внсоку ювидкють переключения, тобто швидкод1ю, а реал1эац1я 1нвертора у двох р1внях - транэистора в шдклвдш, а нагрузочного р-п переходу на 1^олятор1 аабезпечуеть м1н)м1эац1ю площ1.

Таким чином, використовуючи спещальн1 технолог1чн1, тополо-Пчш 1 конструктива прийоми, щр базуються на розумпш1 особливос-тей технологи формування структур, принцишв роботи 1 побудсви елемент!в 1С, можна управляти якютю технологи i параметрами KHI ШН структур.

i~ j'- - 4 st/^s

Мал. 13. Електрична схема комipKii пам'ят1 (а), характеристика нагрузочного р-п переходу типу пол1кремн1й-пол1кремн1й на 1золятор1 (б) i ВИХ1ДНЭ характеристика 1Нвертора (в).

к. ТЕНЗОРЕЗИСТИВН1 ЕЛЕМЕНТН ДАТЧИК!В МКШПЧШХ ВЕЛИЧИН 31 СТРУКТУРОЮ КГЕМН1Й-НА-130ЛЯТ0Р!

Лазерна рекристал1зашя EapiB пол1креишю на 1золятор1 дозво-ляб в широких мсжзх зм!нювати структуру иарпз i ïx ор1енташю, що дае можлив(сть керувати такими параметрами рекристал!зованого по-лшремтю, як onip, тенэочутливють i ïx температурю характеристики в валежносп В1Д концентргшдi легугчо* дом инки 1 умов лазерно* обробки. Це в1д!фквав широка можливосп для створення р1Энома!Птних сенсорних пристрогв, в тому числ! для вим1рвва!шя мехатчних рели-

чин в диапазон! температур В1Д MiHye 196 до 350° С (температурний диапазон дифуз1йних датчиков на основ! монокристаллчного кремнiю обмемний 120-150 С через використання р-n переходов).

В npouecí роботи були розроблеш i досл)Дкен1 зразки cencopíB иохан1чних величин ai структурою KHI, при цьому акцентувалась увага на технологию виготовлення чутливих елемент1в, вплив на характеристики датчик!в головнях визначальних факторов - матер1алу, форми i posMipy ыембрани, кристалограф^чног ор^ентацп, топологи i posMi-щэння peancTopiB на мембран», BHôip напрямку осанування променя лазера в ход i обробки KHI-структур.

Чутлнв! елеыенти 31 структурою Kill найбиьш вигíдно створюва-ти на основ! тензорезистор1В чи ix вомбШаЩй у вигляд! тензомет-ричного моста, що дозволяе скомпенсувати температурку залежлЮть початкового роэбалансу через эм1ни ormpíB тд температури, а також стати biixiflhürt сигнал в 4 рази С»льший, hi.* для одного тензсро-онстора. Це можливо, кода cyMiKHi резистора розыщеш в таких областях моыбрани, де длить протилежи за знаком i píbhí чи бчизьк1 модулем деформацп.

Ор»ентовний аспект вибору топологи перетьорювача введено до дьох зв' язанкх Mix собою фактор!в:

- вибору крксталограф^чного напрямку довгог oci тензорезис-íi'Pft, що можа забезпечити «аксимальшШ прирют його опору;

- iin6ip крис7алограф1ЧНог площишг, в ríKiñ с na6ip незбх1дних к|>;«п':глограф1 чнп.ч напрямк!ь.

Оогашйй i):i.tTop враховус i поперечний кристадографiчний нал-рнмок резистор*. Kpjm цього млощина, в iiKift формуотьея реэистори, моао ыгьначати ¡ технологиям особлпвосам виготовлення перетвсрюва-41, <ч:обливо при шиаотропиому травлсши ыг-мбрани. '

'[ля створелтч чутливих елетнпв датчика оптпмалышьи е: podo«; i пов^рхня пластин« з кристасограф!чною нлощиною (100), i напрям cii-.нуьаннл прошил лаг*ра в ход i оСробки зих i лнот КШ-структура, uso ОГПЬПЗД'аб Ь КриетаЛ0Г|«ф1 ЧНШ иэнрлнком M 10), При цьому Д0ВГ1 ОС Í тензорезиетор1в амппадаоть а цим напрликом. Не доэюляс приюти опори наМШ.&ш стабьт.Ш i о Шй'.мшшш ром^дом за ве.яичииою, для заданоï тополог i i за рахуиок вмениеш'я ми*зерешшх гранииь i Kpanpï структурно'! досконалост! рекристал^оэаногс .чо.икромшю [4П.

•Герма мл ¡брани була вибрана шкодичи а вимог максимально i чутливосП, для чего необ/Мдио yimiirç'nt O'.ícktíв, im ;.>и>пшують ви-Х1ДИИЙ сигнал. Тага ефокти ычг.опкчч» дея тголоплньо наванталиних рс-пистс.гчь иг--i l'âjiiiir.i'ii no'ü-p-чшк' 'г.:;"!:он'>!1т напру.''.-hi або д^Ф.'р-

НЭ.ГмП. fiOHÎ! liV'iI! су-.'Ïc:F'} ;S! -IÍ:"-H1 М-! ».К;»;рнн Л! ^..'ОКУТНОГО

- ?з -

типу. Перевагою таког мембрани е також в1дтроршшисть i точнють posMipiB при виготовлешИ мембраии аШсчгпопним травлениям.

Товщина мембрани - важливий конегруктнйний параметр, осшлъ-ки при И змии для однiçi i Tiei ж топологи можпа одержати щлий ряд перетворюва'Ив на pigiii fliaiiasoim tiickíb.

Основою технолог iï виготовлення чутливих елементш датчишв в технологи МОП 1С si структурою KHI, технолопя стандартних кремнювих 1С. Разом з тим, в технологи п'сзоревистивних датчиков механ1чних величин на ochobí КШ-структрур е опорами, пр не вико-ристовуються в оагальноприйнят1й мпфэелрктроншй технологи. В пергау чергу це процеси формувзння мембрани, двостороннього сумтрн-ня топологи, шд'сднання елеменТ1В в корпус датчика та m. Bci вони с яажливими i в энач1Нй Miрi пиэначаюгь метролог Iчнi характо-ристки готовнх перр-творшачт.

Незваяаючи на тс, то конкретна носл1Дов!Псть ori'?pauirt i ix особлмиост! у яипадку шп-структур в епе1шф1чними, mí ж ними ¡снун/ть эагалып риси, то дозволяв зобразити ix у виглпД1 узагальнежи технолог i чно< 1ЮСЛ1 допност! (мал. 1-1).

Шдготока

bhxiflhux

КШ-структур

j Лазерна рек-ристал13.ацп1 --

¡ пол i kp»?níü 1 m I________

Окисления пластин

i ■Тотолногра-

ilnя в т.ч. i 2-х стороння

-J

•

1 г йормувапнл ! 1 Зормунання i i СкрайОування 1 Складання.

чутливих )——j мс-моранн пластин —«-; приладш

ел-?мент!В j | ! ..J 1 I

Мал. 14. Уэагальнена технолог!чна носльтотпсть виготовлення чутливих елементп) л'езорезнстивних датчик]в м<?хан1чних величин 3i структурою ШП.

Тополог i л розроблеиого тензсрезиетивного датчика i nepepia його структури покачан i на vu. 1Г>. Ттнзоресч'стивн] елембнти 1-4 з рекристнлк^оьзного полжр'гмшю. рсзчижчп ил мембранi э активною влокрп : :<С мм i тогшноы П".-СО мкм. з'едн.чн! в мостову схему, а ре-эпстгкшгй еЛ'.-м-'Нт & - внксрктоиустюи ллл repí.:ui:oMneHoani i. Контакт до в i днсв i дних еЛ'.-»!-.нпь тс-нэорезистиг ного моста i розводка схеми стпорч.р аиоч напил-ч-'Кям .шсмии». якай м ютить 1 X кремшю (Al'.-J) з позлi'V-tcKí rorpvJ'i'HHïH тр nv-imaM. Для Р&хисту на

- 24 -

всю поверхню наносили пасивувче покриття.

Для вказанних розшр1в мембрани„техн1чн1 характеристики датчика С 411 наведен1 в табл. 2:

Таблиця 2.

Параметр« Значения

Дтпааон Биьлрюваних thckib , бар 0 - 0,4; 0-1;

0 - В; 0 - 100

Максииальне перевантаження , 7. 200

Живлення : - напруга , В 5-15

- струм , мА 1-5

Максимальний вих!дний сигнал. мВ 100+-10

Темлературний дрейф нуля , мВ/°С 0,04f-0,07

Температурний коеф)ц!ент чутливост1Д/"С -(0.04+-0, Об)

Д1апазон робочих температур , °0 -60... +60

-20... +300

Резонансна частота , кГц 100+-400

Роам1ри чутливого елемента ,мм б x 6 х 0,6

W'

i

I

!

R1-R4 - тензореаистори; ■'i R5 - термокомпенсуючий | резистор; ; I 1 - ni«кладка КДБ-80; ' ¡2 - 1эолятор Si02, 1,2 мкм; 'j 3 - метал1защя; ^4 - шдгоночн1 елементи; Б - мембрана.

je3í

\

/

Мал. 1В. Тополог i я (a) i nepepis структур» КШ тенэоперетворю-вача а мостовою охеьо.Ч) включения.

/

' Таким чином, на ochobi проведения довл1Дкень роэроблена методика технолог 1чного пронесу виготовлення чутливих елеменив датчи-К1в тиску ai структурою "кремшй-наЧзоляторГ". Ц1лий ряд процес1в технологи 10 е придатним для виготовлення сенсорних пристроив. Особливост! iнших nponeciB, лов'язаних si спецификою виготовлення датчик1в вимагають кх подальшого вивчення 1 вдосконалення для впро-ваджъння в промислов!Сть. Гозроблен1 оенсори э! структурою Kill доз-воляють покрпп(ити уэагальнену харагаеристику якост1 сенсор!в: добу-ток чутливосп сенсора на його граничну частоту i на температурний д!апазон. Занропонована технолог!чна схема виготовлення чутливих елемент!в датчишв може бути використана в умоэах сер1йного вироб-ництва i забеэпечувати одержання сенсор!в невисоко* вартост! з ма-лим розкидом параметр!в. Аналог!чним чином на ochobi КШ-технолоп i можуть бути роэроблен! iiiHi сенсори для пим1ргвання тиоку, зуси.лля, прискорення 1 i нших механкчшх величин. Так! сенсори, под яки cbovA мпиатюрност), висок1й n/acHlfl частот 1, широкому температурному д1-апазону i оптимзлышм мотролопчним характеристикам можуть бути широко застосован! в автомобиыий. ав1ац!йн!й, вуплыпй промисло-вост!, медицин! » )нших галузях.

СП5Ц1АЛЬН! МЕТОДИ П1ДГ0Т0ВКИ КРЕМНЮВИХ СТРУКТУР Ш 01ГГИ-

шздцп йшданнн пгиллд1в

1С 1 сенсорн! пристро* 31 структурою К!П в конструктивному план! - с клади! 6агатошлров1 системи, яю складанться в эагальному випадку з п'дкладки, 13олювчогэ шару, шару рекристаяпованого по-лжремнио, в я кому сформован» активн! е-л-?м«нти, лров1Днич пол1 кром-HieEiix, металових i часиауючих шар!в, суттепо в1дм1нних эа свогми ф1Э!,ко-механ1Ч!!Имч характеристиками. Склад,на структура нрилад!в 1 метедн IX эиготоглення, пов'язан! з високотемпературними впливами, впливами лаэерног обробки при формувашм елемент!в лрилад1В i шар!в зикликають наяружгпо-деформоваш стани, що супрсводжуються коробле-ням пластин, деградащеч napaworpiB. Мэнтаж криэталт на основу через р!зниц! ТКЛР MaTepiajiB руттено зб»льму? п! напруги,особливо з застисуаанням кле^з; при'здн^ння внутршмх гнучких вииэд1в викли-кае локальН1 н?врумекня в aoni приеднання, ксгр! можуть приводити до розтр1Скування пл»вок, попрмення napaveTpiB.

KpiM того, KHI ЧОН-тр?.нзиатори в 1С, як правило, в шдканаль-Hifl облает 1 масть ел«ктричк1 контакт-затравки рекристал!зованого шару з шдкладкоп, н-эсбхшп для керуванлл ор!ентац1ею шару в про-цес| його речристэл^'.ац! i i подання напруги зчицення ч^реэ ш кон-такти в!д мдклздем для кэруг.аннп норогевими напругами, "к!нк-е*ек-

том" 1 т. 1. Ця особлив»сть викликав необх1дн1сть як1сних ом1чних

контактов М1 ж високоомною шдкладкою 1 основою корпусу.

Вказан! проблеми частково виршеш роэробленими спешальними методами конструктивно-технолог!ЧНог п!дготовки пластин ! кристалл, 1 були направлеш на оптизащю складання прилад1в.

Так, а метою амениення р!вня термомехашчних напружень на гранит шдкладка кристалу- основа корпусу, аабеапечення над!йного ом1Чного контакту до рисокоомно* шдкладки, роароблен! способи 14-13,391 вгIдно котрим на неробоч!й сторон! кремшевот пластини форму кг г ь а'едиувальний шар шляхом нанесения шару пол1кремн!ю товщиною одьз.О ьнсм, виконання в ньому методом фотол!тографи и-под!бних канавок з кроком 10-15 мкм на товщину шшкремшевого шару 1 нане-ос ння шару полщиду, Новим е також те, шр шар шшциду формують шляхом магнетотронного роапилення м!|шш а сплаву кремн!й - тугоплавкий мета«, наприклад Т1, Та, Мо, Со, 1г, МЬ товщиною 0,1-0,5 ыкм а наступннм в^дпалом при Т - 600-960 °С в ¡нертному середовищу.

Ланий спос1б дозволив одержати поверхневий ошр пл'.вки пол1-цпду 3-10 С0м/п1, э використанням пол¡мерного електропров1дного клею УГО-20! над1йний ом1чний контакт до шдюад*:! КДВ-80, що допить важливо для керування параметрами прилад1в а Соку шдкладки. Р!зн1 коефц1енти иалружень в пл!вках сил!циду на монокремш I ! по-лпфемнН приводить до самокомпенсащтермомехан!чних напружень, тойто шдготоплеш таким методом кристалл мають вначно менш! залиш-коВ1 напрукеннй. чим вони випдно В1др!зняют'ься В1Д стандартних при гх монтаж! на оеноьи чи стр!чковий нос^й.

Кр!м того, за попередшми даними, п!дготовлена тагам методом зпоротня сторона пластини чи йому аналог!чним може бути використана ь продес! лазе-рно* рекрнстал1Эац1 г шар1в пол 11фе мш ю- на» 1 золя тор 1 для зменшеннл величии» коробления пластин. Але його застосування виммгас подалыиого вивчешш ! досл1джешт.

Дли монтажу кристалт за допомогою овтектики Аи-З! !з знижен-н'лм температур» до 390 С, обмеження диффузп золота в крис-тал, пов-ног &мочуваност1 його поверхн! разроблено спос!б, ' в якому на шар 11ол1циду па зворотшй сторон! кристалу напилено нл!вку З! сплаву. алюшШй - р1ДК0Э'.'мельний метал чи алюм!Н!й - кромшй - р!дкозе-мельнии метал, наприклад Но, товщиною БОО-с'-ООО 1 [42].

Для змоншошш термомехашчних напрудань на робо.чи! сторон! кристалу в аош пргедншшя гнучких виводш в оптш.изаШею технолоГ) к ниготопд-лшя ьи кроконтакочшх у'вдлань дротипа - кошактиа площадка г.'л!»осоьуьяли рог.роблош елешоши тили шкрикыггакпв, щр ма.ш к'оьтикл'Ч! июнда з роэгашлюм мПфорелы-.г-люю лолерхнию 1

придатт. як ручнок, так i для автоматизованог вид)в зг-арок

тер».пкомпрес1Яним або ультразвуков™ методами С 10,25,261. Tmiotti структури цих м!кроз'еднань показан! на мал. 15.

vч \\ \ \\ ч

мзг^ш

ч S ✓ ^

44 v м.

Г*-

ntyxiet?

ЪТ*

- • - -

r

J*

'ft '

Мал. 15. Структури м1кроз'вднань. яш включають контакт»i площадки з мшрорельефною поиерхнею i а) оплати о'вднання AI - з по-Л!кремн1ем - на - д^електрику, б) з ¡золюючим р-п переходом и п>дк-ладц», в) зовшишй вигляд контактно* площадки.

Формування м!кроз'вднань проводить в единому технолог шному пиши виготовлення прилад!в без додаткових операций, а т!лысл за рахунок використання необх1дних комб!нац!й шар i в структури приладу 1 ïx В1ДП0В1ДН0'< топологи. Сам1 мтроконтакти икличають мп?ро-рельефну металеву контактну площадку, розташовану на поверх»! ¡;ю-люючого окислу з сформованими на ньому в шахматному чи пипому порядку виступами, що складаються з пол!кремн!ю та/чи рекристаизона-ного пол1кремнш та шар1в Д1електрика, наприклад фосфороеилпсатного скла.

Пор1внялып досл1дження 1С з контакгними площадками 120x120 мкм, виконан4 з А1-метал1эащi (+1 7. Si) товщиною 1,0 мкм i наносе-Hi на плеску поверхню 3i02 i м!крорельсфну поверхню з виотутв в шахматному порядку, виеота виступа 1,5 мкм (вистуй шУчрппЛ i вклю-час пл 1 вку пров1Дн;го кремн!ю), poaMip пиступш Ях8 мкм, в1дстлпь Miд ними 8x8 мкм з прнеднаним до них Ли - дротом </CQ мкм на одни"! i I Tift же установт показушгь в середньому 1,3-1,0 кратне пбш.шеннл (9 Г и \г. Г) гуснллл на Бодрив головки ьикрсдрстини. ТоСто розроб-лений м'кроконтакт волод^е бкзьш високою надтшетю за рахунок зб1льшення зусил.ля на в1дрив м1кролротини i твшценою мшшстю очеплення металîsauiï з Шдклэдкою за рахунок и оплавления з тдк-ритими делянками п.ивки кремнш, що еходить до вистунж.

При застоеувапн! в ммроелектронних прнллдпх мнсроксшт.'кт g б!льш оптиуадышм на зондовому контро.и, через те. що bhi oaiftjjnir

- '¿В -

коваалию зонда по поьерхш i руйнувьнню металозацо)г зондом.

Для автоматизованого обладнання г машинним вором, а також ультразвуково* зварки з метою шдвищення технолог очносп sa рахунок кокшенсацп розсоювання свотла вод глaдкoï поверхш площадки, роэ-роблено виконання мокроконтакту, в якому, навкруги рельефно! по-верхн1, введено плоску металеву рамку, канавку, а виконання мжро-рельефу у вигляд1 поЕторюваних повздовмшх виступов i Епадин, нап-рям яких сповпадае а напрямэм oci дротини, е досить важливим i не-обх!дним для ультразвуковой аварю!, коли ультразвукои коливання cniвпадають з напрямом oci дротини (зайезпечуеться якосна зварка i гарантоване заповнення канавок матероалом дротини).

Для KHI приладов, в технологit яких передбачено формування аворотньо - змощених до шдкладки р-n переходов, може успошно бути аастосований розроблений способ виготовлення мокроконтактних з'ед-нань (мал. 16.б) в розвинеиою мокрорельефною поверхнею, в як1й для шдвшцення MimiocTi вчеплення металозацп а шдкладкою i зниження термомеханочних напружень, мшрорельеф сформовано травлениям оволю-ючого окислу до поверхн1 з подкладкою, а у в!дкритих мюцях подкладки (впадинах) сформовано зворотньо - змощено р-n переходи,до них ероблено сплавш а'еднання металозацп. В цьому способо, введения почередованих р-n переход1в в подкладку на долянцо под контактною плошддкою, тобто почередованих високалегованих гн- областей, в тому число сплавний алкшмой, i иизьколегованих р-областей шдкладки ( наприклад, КДБ-80) дозволяв також зменшити термомехаШчно напру-ження в зон1 плошддки, пр виникають в процесо приеднання виводов.

Для водсову потентйно - ненад1йних ЮЛ - приладов розроблено високоефективний снос 16 термострумового тренування 1С [44],в якому ïx нагров проводять не в аобраному вигляд!, а на пластиш посля формування структур а металоаац1ею в доапааон1 температур 85-2БОвС 1 подають синусохдальну чи 1мпульсну напругу М1ж поверхнями мета-лозацоо i шдкладки окремо! нлаотини чи эобраних в пакет через еластичш електроди - прокладки. Це дозволяв проводити тренування на piBHi складових прилчдних структур, в кожному тактовому 1мпульс1 при високиг температурах i пзред скд.эджчшм прилад;в ь корпус.

Таким чином, вастосовуичк специально роароблено м^тоди кокс-труктивно-техкологочнох шдгоговки пластин i пристав в процесо ïx виготовлення, в багатшх випадках, бег дэдаткстх тэхнолопчних операщй, можна оуттево вплив.'-ли на ьптими'-ацио склададьних опера-цой, позитивно вшшьати на якость i надонтсть приладов в цолому; оптимозувати умоьн рекристалоггчцо i i'JJ ¡-структур.

ССЗЮйШ РЕЗУЛЬТАТ!! ГОБОП! ТА ЕИСКОЯШ

1. Досл1диен1 структура i електрофшгап ам1ни в шарах по-Л1кремн1ю на 1золюгач!й шдкладш пюля <х mîkpobohhoî лаэершн рек-ристал1эацп. Экспериментально шдЮран! оптимзлыи типи вих1дних ttHI-структур i pewivsi обробки, iip дозволяють керувати розм!рами, Шсцезнаходженням дефегапв i ор1ентац!ею гристалшв 1 на щЛ ochobi одержувати д!лянки монокристаш чних нашпров1дникових шавок на 1эолятор1, придагних для виготовлення на ïx ochobi мтроелектронних прилад1в.

2. Експериментально встановлена ашэотрошя електричного опору тенэорезистор1в biд напрямку сканування променя лазера, вивчен1 тензорезистивн1 властивосп рекристашзоьаного полжремнт.

3. Розроблен1 ф1зико-технолог1чн! оонори створення елемснпв МЭН 1С та СП 3i структурою KHI. Виготовлеи! реальн! набори тестових елеменпв 1 датчик! в тисну, досл!д.кен1 характеристики приладних RHI-структур, границь роэд1лу i параметри прилад!в.

4. На ochobi результата проведених ф1зико-технолог1Чпих дос-Л!джень на тестових елементах эалропоновэн1 нов! способи шдвищення якоот1 приладних KHI- структур, приладя! структури для покращення характеристик 1С, конструктивно-технолопчн1 р1шоння створення на-п1впров1Д!шкових датчик!в Фоичних величин.

б. Проведено анал!з режишв работи KHI МОН-транзистор1в; зап-ропонована фюична модель транзистора э додатковим контактом до т-версно* област1 рекристал1зованого псшкремнио.

6. Розроблен! спешальн! конструктивно-технологi4Hi варпшти Miкроконтактних з'еднань, да зменшують термомехан^чш налрутення в приладних структурах, направлен! на покращення процесу складання приладив, ïx над1йност1; ефективний спооб термострумового трену-вания 1С на пластин! для в!дс1ву потенц1йно-ненад!йних прилад!в.

ПЕРВЛШ РАБ1Т, В ЯКИХ 0ПУБЛ1К01ШП 1ГАУКОВ1 РЕЗУЛЬТАТ!!:

1. Научно-технический отчет по ОКР "Разработка полупроводниковой ИС статического ЗУПВ с ограниаацией IKz-J на осноне п-МШ технологии". 1984г. Шифр "Баррикада-!". / ' I! Гсс. регистрации У94823 '2004297.

2. Научно-технический --угчет по СКР "Разработка быетрод- /ствую-щей полулро?одниковой ЯС статическог о ¡ЗУПВ с организацией !Кх4 на

основа n-ШП технологии", 1385 г. Шифр"Еаррикада-2". // N Гос. регистрации У03938/3003531.

3. Когут И. Г, Давидок'Г. И. Полупроводншсовые интегральные схемы статического ЗУ1Ш КШ32РУ8, КМ132РУ9. //1-ая подотраслевая конференция молодых ученых и специалистов. / Tea. докл. -Нальчик, 1986,-с. 14.

4. Дружинин А. А. .Когут И. Т. .Осередько С. А. Изменение свойств поликристаллических слоев кремния при нагреве лазерным излучением. // Респ. научно-техн. конференция "Создание и использование лазерной техники и технологии в машиностроении и приборостроении". Тез. докл. - Киев, 1985,-0.114.

Б. Когут И. Т. Статическое оперативное запоминающее устройство с произвольной выборкой со схемами управления КМ32РУ9. // Электронная промышленность,-1986, N2T(31), с. 75.

6. Дружинин А. А., Ермаков А. Е , когут И. Т., Костур. R Г. и Лыба 0. Ы. Исследование процесса рекристаллизации поликремния под воздействием лазерного излучения.//Всес. школа по термодина! :ике и технологии полупроводниковых кристаллов и пленок. Тез. докл. -Ивано-Франковск, 1986, ч.3,-с.216. •

7. Когут И. Т., Насыпайко А. В., Пушкин' Ю. Е Статическое ЗУПВ КМ132РУ8А, Б емкостью 4К.//Электронная промышленность, 1987, N3(161), -с. 13.

8. Дружинин А. А., Когут И. Т. , Костур В. Г. Исследование процесса отжига лазерным излучением кремниевых структур на диелектрических подложках.// 12-ая Есес. научно-техн.конференция по микроелектронике. Tea. докл. -Тбилиси, 1987, ч. 4, -с. 173-174.

9. Дружинин А. А. , Когут И. Т., Костур В. Г., Осередько С. А. Свойства слоев поликремния на диэлектрических подложках. // Вбстник ЛГИ, 11215. Теория и проектирование полупроводниковых и радиоэектронных устройств. -Львов, 1987, -с. 134-136.

10. А. С. N1414236 (СССР). ШШ H01L 23/48, 1988. Микроконтакт./ Когут И. Т., Рудой Ю. Г., Молчанов К. а

11. Научно-технический отчет по ОКР "Разработка полупроводниковой n-канальной МОП ИС статического ЗУПВ с организацией 2Кх8 ". / Шифр "Баррикада-4". 1988г.

12. Дружинин А. А., Ермаков А. В. , Когут И. Т., Костур В. Г., Лыба 0. М. Рекристаллизация поликремния на изолирующих подложках с помощью лазерного облучения. //Физическая сзлектроника. Вып. 36. 1988. с. -77-82.

13. А. С. N1458710 (СССР). МКК G0JT 1/60, G01L 9/08, G01P 5/10 1988. Устройство для измерения параметров среды. / Августимов В. Л.,

Когут tt Т., Костенко С. П., Кухня А. П. , Наер а А. и Пасыпайко л. а

14. Дружинин А. А. ,Когут И. Т. .Костур R Г. ,Лыба О. !.i Использование лазерного излучения для модификации свойств поликремния на диэлектрике. //Материалы Всес. научно-техн. совещания "Пути совершенствования технологии полупроводниковых и диэлектрических материалов электронной техники." Одесса, 1988. с. 14-16.

16. А. С. N1462990 (СССР). МКИ G01 27/02, 1988. Полупроводниковое устройство./Августимов ЕЛ. .Когут И. Т. , Костенко С. П. и Насыпайко

а. а

16. Дружинин А. А. .Когут И. Т, ,Костур а Г. и Лыба О. М. Воздействие непрерывного лазерного излучения на свойства поликремниевых слоев. // Шт. 7-й Всес. конференции по взаимодействию оптического излучения с веществом. Тез. докл. -Ленинград, 1988. с. 90-91.

17. Дружинин А. А. , Кеньо Г. R, Когут И. Т. .Процайло И. Б. Воздействие лазерного излучения на МОП-структуры с поликремниевым затвором.// Мат. научно-техн. семинара"Применение лазеров в промышленности", 1989. с. 19-20.'

18. Дружинин А. А. .Литвин И. С. .Костур а Г. ,Когут И. Т. ,Солодов ИТ. Координатно-чувствительные фотоэлектрические датчики на основе рекристаллизованных слоев поликремния.//3-й научно-техн. семинар по влектронным датчикам "СЕНСОР-89". Тез. докл.- Ужгород. 1989. с-139-140.

19. А. С. N1494214 (СССР) МКИ НОЗК 19/00, 1989. Инвертор./Когут

И. Т. , Насыпайко А. а , Романский И. А, и Савицкая Н. Г. »

20. Дружинин А. А. , Костур El., Когут И. Т., Кеньо Г. В. , Лыба О. М. Индуцированная лазерным излучением рекристаллизация слоев по-лшкрекния на диэлектрике с локализацией границ зерен. //1-я Всес. конференция "Автоматизация, интенсификация, интеграция процессов технологии микроэлектроники". Тез. докл.-Ленинград, 1989 Ч. -2,-С. 10-12.

21. А. С. N1493010 (СССР) МКИ H01L 21/263, 1989. Способ изготовления самосовмеаенных МОП - структур типа кремний - на - изоляторе. / Воронин В. А. , Дружинин А. А. , Когут И. Т. , Костур В. Р. , Лыба 0. Н. и Токарчук а П.

22. Дружинин А. А., Литвин И. С., Костур В. Г. , Когут И. Т. <1ото-чувствит'льные структуры на основе слоев поликремния, рекристаллизованных лазерном излучением. //Физическая электроника. Рып. 40, 1990. с. 119-123 6

23. А. С. N1623493 (СССР) МКИ H01L 21/18, 1990. Способ изготовления больших интегральных схем. / Когут И. Г. , Новосядлый 0. П. , Кирковый Ю. Л , Насыпайко А. В.

24. Druzhinin А. А. , Kenjo G. V., Kcgut I. T. and Kcstur V. G. Microelectronic structures in laser - induced epitaxial siliopi layers on insulators.// Proc. 1- st International conference oj epitaxial crystal growth. Budapest, Hungary. April 1-7, 1990, Crystal Prop. Prep. vol. 32-34 (1991), p. 89-92.

25. A.C. N1634052 (СССР) МКИ ЮН 21/28, 1990. Способ изготовления микроконтактных соединений в интегральных схемах. /Когут И. Т., Молчанов К. Е , Рудой Ю. Г.

26. A.C. N1664084 (СССР) МКИ HD1L 23/48, 1990. Микроконтакт./ Когут И. Т., Молчанов К. В., Рудой К1 Г.

27. Дружинин А. А., Костур а Г., Биднык Д. И., Когут И. Т. Структуру кремний-на-диэлектрике. Лазерная рекристаллизация поликремния, свойства границ раздела.// Мат.7-й международной конференции по микроелектронике "Microelectronics' 90. Минск,СССР. 10-18 октября 1990. Том 2. Технология микроэлектроники, с. -186.

28.А.С. N1583769 (СССР).МКИ G01 9/06,1990. Преобразователь давденкя. / Августимов В. Д, Когут И. Т., Костенко С. П. и Насипайко А. В.

29. Пол. решение от 29.01.91 по заявке N4664908/25 МКИ H01L 27/085. Структура ИС на МОП-транзисторах. / Когу? И. Т., Новосядлый С. П.

30. Шл. решение по заявке N4791028/25 от 20.06.91. МКИ H01L 21/18. Способ изготовления МОП ИС. / Когут И. Т., Новосядлый С. П, Худин ЕЕ

31. Дружинин A.A., Кеньо Г. В., Когут И. Т., Костур Е Г. Тестовые структуры д.г.я контроля параметров слоев поликремния на диэлектрике. // Электронная промышленность, N1(203), 1991. с.-65-68.

32. Дружинин А. А. , Кеньо Г. Е , Когут И. Т., Костур Е Г. Физическая модель КНИ МОП-транзистора для неравновесного состояния. // Электронная техника, сер. 3. Микроэлектроника. Вып. 5( 139), с. 89-91.

33. Дружин 1Н А. О., Мар'ямова I. Я., Костур Е Г., Панков Ю. Ы. , Когут I.T. Доел!дмення тензорезистивних властивостей рекристал1зо-ваних полжремшевих uiapiB.// Ф1зична електрон!ка, N42, 1991. с. -28.

34. Дружинин А. А., Марьямова И. Я , Костур Е Г., Панков IÛ М., Когут И. Т., Королева Л. С. , Заганяч Е IL Пьезсрезистивные сенсоры на основе структур кремний-на-изоляторе.// Метрология. N5,1991. с. -20-25.

35. Дружинин А. А. ,Когут И. Т. .Костур Е Г. ,Либа О. to. .Родионова

Т.Е. Структурные изменения в пленках п~ликрецшш, индуцируемые лазерным излучением. //3-я Всес. конференция по физике и технологии тонких полупроводниковых плэнок. Tea. докл. Ивано-Франкозск, ч. 2,

п Л

3G. Дружинин A. A. ."Когут И. Т. ."Костур ЕГ. а О. iL .Родионова Т.Е. Структурнн? изменения в капсулированных слоях полмкррмкия. под действием -сканируг:»зего лазерного получения. // 5?is. хим. обработка материалов. КЗ, 1532. -с. - 38-43.

37. Марьямова К К., дг-угнкин А. А. , Панков а М. Когут И. Т. Рерфисталлизовачный поликремний как перспекгкзгшл. материал длз мик-роЕлекгрзккых датчиков механических величин. // - Научно техшгаеекий семинар "Методы измерения механических параметров в системах контроля и управления". Тез. докл.-Пенза,-1991. с.-25-26.

38. Konio а V. , Kotrut 1.7. arid Protsajlo I. В. Interface formation in SOI-structures by laser epitaxy of polisi1 icon lasers. // Proc. 3-ra European Conf. on Crystal Growth. Budapest, Hungary, Maj 5-11, 1991, Crystal Frop. Prep. vol. 36-38. (1991) p. 450-466.

39. Положительное решение от 29. 05. SI по заявке N4706052/25 (083526). Способ формирования контактно-металлизироьанной системы в интегральных схемах. / Когут И. Т., Новосядлый С. П., Бирковый Q Л.

40. Положительное решение от 27.06.91 по заявке N4822519/25 от 03.05.90 г. КНД МДП-транзистор. / Дружинин А. А., Кеньо Г. Е , J^ryr И. Т., Костур В. Г., фоцайло И. Е

41. A. A. Druzhinin, I. I. Warvamova, I. Т. Koput, J. М. Pankov. The new generation of mechanical sensors based on laser recrystallizeC poly-3i layers./.'Труды международной научно-техг ::эн£>ерекиии "Актуальные проблемы электронного прибсроостроения" АПЗП-92 Новосибирск, 1992 г. т. 4. " Сенсорная электроника" с. 67-70.

42. Положительное решение от 19.06.92 -по залБке- N4345170/25 (049207). ЫКИ H01L 21/28. - Способ металлизации обратной стороны кристаллов КС. /НовосядлыЯ С. Е , "Когут >1Т. , Еирковый а Л , »¿асковыч С. U., Гуменяк М. Е

43. Положительное решение от 02.10.92 по заявке N4923867/25 от 01.04.91. Матрица КНИ МДП-транзисторов./ Друзчшин А.А., Кеньо Г.Е , Когут К Т., Костур R Г., Яворский П. Е

44. Положительное решение от 24.08.92 по заявке K494G907/21 от 2Я 04.91. Способ термоковой тренировки КС. / Когут. И. Т. „ Еовосндлый С-П.

й лписано *о друку Форгат б0х?4/1б. 3eut.269.Tjtp.IOO.

Bs 8ПЛ8ТЯ0.

Навч&ньно-експзрянзнталька ^рук&рня Украхнськзго полхгра^гчно^о iHCTirrj'Ty iMSHi 1вана Федорова, ii.IbBiB-1, вул.Ллчакхвеьха, 3.