автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Исследование паразитных деформационных эффектов, возникающих в производстве и эксплуатации пленочных элементов интегральных устройств

ер

гс Й2 На правах рукописи

ш

а

т

Матвийкив Михаил Дмитриевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАЗИТНЫХ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ЭФФЕКТОВ, ВОЗНИКАЮЩИХ В ПРОИЗВОДСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ПЛЕНОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

Специальности: 05.12.13 - системы и устройства

радиотехники и связи 05.27.01 - твердотельная электроника, микро-электроника и наноэлектроника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург - 1996

Работа выполнена в Государственном университете "Львовская политехника" (Украина)

Официальные оппоненты:

• доктор технических наук, профессор В.В.Новиков

• доктор технических наук, профессор В.А.Лопухин

• доктор технических наук, профессор В.М.Балашов

Ведущая организация: ПО "Полярон", г. Львов (Украина)

Защита диссертации состоится " /О« декабря 1996 г. в _ час. на заседании диссертационного совета Д 063.36.04 Санкт-Петербургскогс государственного электротехнического университета им. В.И.Ульянове (Ленина) по адресу : 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ЭТУ.

Автореферат разослан " " ноября 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Егорова С.Д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Анализ современного состояния микроэлектроники показал, что в производстве и эксплуатации интегральных устройств (ИУ) высокой степени интеграции появились новые негативные тенденции, заключающиеся в увеличении удельного веса брака и отказов пленочных элементов. Установлено, что наиболее ощутимо они проявляются в производстве и эксплуатации ИУ, содержащих прецизионные пленочные элементы, к которым предъявляются требования высокой точности параметров и высокой параметрической надежности.

Попытки традиционными методами устранить, либо хотя бы ослабить эта негативные тенденции не дали желаемых результатов. Между тем, детальный анализ их причин показал, что в специфических условиях, в ко-торых находится современная микроэлектроника (малые размеры, большая слойкость, высокая тепловая нагрузка и др.), на пленочные элемента И У отрицательно влияют внутренние механические напряжения (ВМН), что проявляется в форме разнообразных паразитных деформационных эфектов (ПДЭ). Поэтому их выявление и подавление может явиться одним из способов решения проблемы. Такая перспектива активизировалла исследования ПДЭ как в нашей стране, так и за ее пределами.

Анализ литературы, посвященной ПДЭ показал, что в ней объектом исследования преимущественно являются монокристаллические полупроводники, в которых по причинам наличия в энергетическом спектре носителей заряда запрещенной зоны и упорядоченности структуры, возникают значительные ПДЭ. Областью исследования в ней является зона пластичности, в которой ВМН генерируют дефекты, и уже через них влияют на параметры пленочных элементов.

Из анализа следует, что зона упругости поликристаллических и аморфных пленочных структур, которые широко применяются для изготовления пленочных элементов ИУ, в значительной мере остались вне внимания специалистов. Поэтому исследование ПДЭ, возникающих в пленочных элементах ИУ, чему посвящена настоящая работа, является актуальным. Оно будет способствовать увеличению выхода годных и повышению качества ИУ.

Цели и задачи работы.

Целями диссертационной работы являются исследование природы ПДЭ, возникающих в процессах производства и эксплуатации пленочных элементов ИУ, разработка их теоретических основ, физико-математических

моделей, методов выявления и подавления, обеспечивающих увеличение выхода годных и повышение надежности, способов использования для оценки качества изделий микроэлектроники и состояния их технологии.

Для достижения указанных целей в диссертационной работе потребовалось решить следующие локальные задачи:

• провести анализ возможных причин увеличения удельного веса брака и отказов пленочных элементов и проблем устранения этих негативных явлений, наметить основные направления исследований;

• определить роль пластической и упругой деформаций в возникновении ПДЭ;

• выявить особенности упругой деформации вызываемой ВМН;

• разработать способы выявления и определения значения ПДЭ;

• исследовать основные механизмы влияния ВМН на конструкцию и технологию ИУ, характеристики пленок, параметры пленочных элементов, скорость деградации параметров;

• разработать физико-математические модели ПДЭ, которые бы учитывали действие отмеченных выше механизмов;

• провести проверку адекватности моделей;

• разработать методы подавления ПДЭ;

• проанализировать возможности использования ВМН для оценки качества пленочных элементов и состояния технологии их изготовления.

Научная новизна.

Научная новизна полученных в диссертационной работе результатов состоит в следующем:

• выявлена одна из основных причин увеличения удельного веса брака и отказов пленочных элементов ИУ высокой степени интеграции;

• исследованы природа и механизмы возникновения ПДЭ в поликристаллических и аморфных пленочных системах;

• разработаны физико-математические модели ПДЭ, учитывающие действие отмеченных выше механизмов;

• разработаны научные основы методов выявления ПДЭ, определения значений деформационных коэфициентов (потенциалов);

• разработаны научные основы методов борьбы с ПДЭ;

• предложена концепция использования ВМН в роли признака, с помощью которого можно оценивать качество пленочных элементов и состояние технологии их изготовления.

Практическая ценность работы.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

• разработаны принципиально новые методы увеличения выхода годных пленочных элементов, основанные на подавлении ПДЭ, которые на 3 -

4 % уменьшают брак;

разработаны принципиально новые методы повышения качества пленочных элементов, основанные на подавлении ПДЭ, которые на 15 - 20 % увеличивают их параметрическую надежность;

• разработан метод оценки параметрической надежности пленочных элементов по уровню их ВМН;

• разработан метод оценки состояния тонкопленочной технологии по уровню ВМН в пленочных элементах.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. ПДЭ, возникающие в зоне упругости поликристаллических и аморфных пленочных структур, являются одной из основных причин увеличения удельного веса брака и отказов пленочных элементов ИУ высокой степени интеграции.

2. Источником ПДЭ являются ВМН, которые по причинам конструктивных и технологических особенностей ИУ, являются их неотъемлемым атрибутом.

3. Основной причиной возникновения в зоне упругости аморфных и поликристаллических пленочных элементов ПДЭ является изменение ВМН расстояния между атомами, молекулами и ионами. Нарушение ими симметрии кристаллов траст существенную роль лишь в текстурированных пленочных структурах.

4. Основные механизмы возникновения ПДЭ включают в себя:

• прогиб гетеросисгем (ГС), который вызывает увеличение теплового сопротивления контакта подложка-подставка и ухудшение разрешающей способности процесса фотолитографии;

• изменение ВМН энергии связи между частицами, которое сопровождается изменением энергии активации гетерогенных технологических и деградадионных процессов;

• изменение ВМН силы связи между частицами, которое вызывает изменение механических характеристик пленочных элементов;

• смещение энергетических уровней носителей заряда, которое в аморфных полупроводниках с высокой подвижностью последних сопровождается изменением их параметров;

• изменение ВМН концентрации и подвижности поляронов малого радиуса в аморфных полупроводниках с низкой подвижностью носителей заряда;

• изменение амплитуды колебаний узловых атомов, которое в проводниковых пленочных соединениях сопровождается изменением средней длины свободного пробега носителей тока;

• изменение геометрических размеров пленочных элементов, которое

вызывает изменение концентрации и подвижности носителей тока; • дрейф ВМН, который сопровождается соответствующим дрейфом параметров пленочных элементов.

5. Подавление ПДЭ является эффективным способом увеличения выхода годных и повышения параметрической надежности прецизионных пленочных элементов ИУ высокой степаш интеграции.

6. Основной источник ПДЭ - ВМН можно использовать в роли признака, с помощью которого можно оценивать качество пленочных элемента и состояние их технологии.

Апробация результатов работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 23 научно-технических конференциях, симпозиумах и научных семинарах, в том числе на Всесоюзной научно-технической конференции "Теория и практика обеспечения надежности и качества РЭА" (г.Москва, 1978г.), Республиканской конференции "Управление качеством проек-тирования и изготовления продукции приборостроения" (г.Киев, 1979г.), Краткосрочном научно-техническом семинаре "Комплексная микроминиа-тюризация РЭА" (г.Леншпрад, ЛДНТП, 1980г.), Всесоюзном научно-техни-ческом семинаре "Прогнозирование и диагностика в повышении эффектов-ности производства и эксплуатации РЭА" (г.Москва, 1982г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Теория и практика конструирования и обеспечения надежности и качества электронной аппаратуры и приборов" (г.Воронеж, 1984г.), Научно-техническом семинаре "Применение оптических методов в дистанционных измерениях и контроле" (г.Москва, ВДНХ, 1985г.), Научно-технической конференции "Автоматизация конструкторского проектирования радиоэлектрошюй и электро I и го - вычислительной аппаратуры" (г.Пенза, 1986г.), Отраслевом научно -техническом семинаре "Обмен опытом по созданию новых комплектов паст для гибридных интегральных схем и тонкопленочных материалов" (гЛьвов, 1986г.), Научно-технической конференции "Автоматизация конструкторского проектирования радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры" (г.Пенза, 1987г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Автоматизированные системы обеспечения надежности радиоэлектронной аппаратуры" (гЛьвов, 1990г.), Республиканской конференции "Физика и химия поверхности и границ раздела узкозонных полупроводников" (г.Львов, 1990г.), Восьмом Всесоюзном симпозиуме "Полупроводники с узкой запрещенной зоной и полуметаллы" (г.Львов, 1991г.), Научно-технической конференции "Методы и средства оценки и повышения надежности приборов, устройств и систем" (г.Пенза, 1993г.), Международной научно-технической конференции

"Современные проблемы автоматизации разработки и производства радиоэлектронных средств и подготовки кадров" (гЛьвов, 1994г.), Третьей Международной научно-технической конференции "Опыт разработки и применения приборно-технологических САПР в микроэлектронике" (г.Львов, 1995г.), Международной научно-технической конференции "Современные проблемы автоматизированной разработки и производства радиоэлектронных средств, применения средств связи и подготовки кадров" (гЛьвов, 1996г.).

Публикации.

По материалам диссертационной работы опубликовано 63 научные работы, в том числе 3 монографии, 37 научных статей, 23 тезиса докладов.

Изобретения.

По теме диссертации получено три авторских свидетельства ira изобретения.

Реализация результатов работы.

Теоретические и практические результаты диссертационной работы использовались в девяти научно-исследовательских работах, которые на протяжении 1978 - 1990 г.г. выполнялись в Студенческом проектно-конст-рукторском бюро Львовского политехшгческого института. Они, в виде устройств контроля качества, инструкций по их эксплуатации, методик работы и конкретных рекомендаций по увеличению эффективности производства, внедрены в практику проектирования и изготовления ИУ на предприятиях городов Львова, Ивано-Франковска, Москвы.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, семи глав с выводами, заключения, списка литературы, включающего 230 наименований. Общий объем работы 282 страницы сквозной нумерации, в том числе 241 страница основного текста, 65 рисунков и графиков, 38 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность проблемы ПДЭ, определены цели, задачи и метода их исследования, приведены основные научные результаты, определены их научная новизна и практическая ценность, сформулированы выносимые на защиту научные положения, рассмотрены вопросы апробации работы, публикации и практической реализации ее результатов. Заканчивается введение структурой и кратким содержанием работы.

В первой главе проведен анализ современного состояния проблемы,

определены ее особенности, рассмотрены способы выявления ПДЭ и нахождения их величины, определены основные направления дальнейших исследований.

Установлено, что конструктивные и технологические особенности ИУ делают неизбежным возникновение в них ВМН. Показано, что ВМН меняют расстояния между атомами (молекулами, ионами) полуфабрикатов и готовых изделий микроэлектроники, в результате чего влияют на ход технологических процессов, характеристики пленок, параметры пленочных элементов, скорость деградации параметров, вызывая появление разнообразных: ПДЭ.

Выявлено специфические особенности ПДЭ, возникающих в пленочных элементах ИУ, к которым относятся их меньшая по сравнению с полезными деформационными эффектами величина, изотропность в плоскости пленочных элементов, неравномерное распределите по толщине последних, связь с ПДЭ подоожки, которая обуславливается взаимосвязью ВМН подложки и пленки :

где стпл и стп - ВМН пленки и: подложки соответственно; с1пл , еЗп -толщина пленки и подложки; 1 - расстояние плоскости с недеформированными межатомными расстояниями от пленки.

Рассмотрены вопросы выявления ПДЭ, определения значений деформационных коэффициентов (деформационных потенциалов). Показано, что везде, где имеются ВМН, имеют место и ПДЭ. Поэтому, выявлеш1е ПДЭ сводится к выявлению ВМН, для чего могут быть использованы известные методы рентгеновской дифракгометрии, голографической интерферометрии и др.

Показано, что в области упругости деформационные зависимости многих параметров имеют линейные участки, что делает возможной оценку величины ПДЭ при помощи деформационных коэффициентов , которые определяются по аналогии с температурными коэффициентами :

где П - параметр, деформациошшй коэффициент которого определяется; а - ВМН.

В случае, когда речь идет о энергетических параметрах (энергии энергетических уровней, ширине запрещен! гай зоны, энергии активации различных процессов и др.), для оценки значений ПДЭ удобно использовать деформационный потенциал срп , который определяют из выражения:

(З^йп^пд

(1)

Фп [ эВ/Па ] , (3)

Легко видеть, что между 5П и стп имеется тесная взаимосвязь, ибо

• (4)

Зная значение параметра при отсутствии ВМН П , его деформационный коэффициент 5П или деформационный потенциал <рп и уровень ВМН ст , можно определить деформационное приращение параметра, т.е. величину ПДЭ:

¿п0 = п-8„.с , (5)

или

ДП„ = ц>л • а . (6)

На основе анализа состояния проблемы ПДЭ, их специфических особешюстей, методов выявлегпгя и определения величины, определены основные направления исследований:

1. Исследование и моделирование ПДЭ, обусловленных влиянием ВМН на конструкцию и технологию пленочных элементов ИУ.

2. Исследование и моделирование ПДЭ, обусловленных влиянием ВМН на механические, электро- и тепло- физические характеристики пленок.

3. Исследование и моделирование ПДЭ, обусловленных влиянием ВМН на параметры пленочных элементов и скорость деградации параметров.

4. Исследовашге и разработка методов подавления ПДЭ, которые обеспечивали бы увеличение выхода годных и повышение качества пленочных элементов.

5. Разработка концепции использования источника ПДЭ - ВМН для оценки качества пленочных элементов и состояния их технологии.

Во второй главе диссертации исследуются и моделируются ПДЭ, обусловленные влиянием ВМН на конструкцию и технологию ИУ. Показано, что несимметричное размещение пленок относительно подложек вызывает прогиб ГС. В работе получено сравнительно простое аналитическое выражение, пригодное для оценки величины пластического прогиба 11плзсх :

где Ь - длина (диаметр) ГС; пл- концентрация однозначных

дислокаций в пленке, а при наличии дислокаций обеих знаков - их разность; IЬ | - вектор Бюргерса, который в поликристаллических аморфных пленках может быть заменен средним расстоянием между атомами.

Величину упругого прогиба ГС можно определить из известной формулы Стоуни:

_ 3(1-уа)-с1длЬ у ~ —¡Г^а- ' (Ь)

■-II ип

где Е,,, - модуль Юнга и коэффициент Пуассона подложки.

Оценка при помощи выражений (7) и (8) величин 11тяст и Ъпр)Ж показала, что в большинстве случаев упругий прогиб поликристаллических и аморфных ГС в среднем на порядок превышает пластический.

Показано, что прогиб подложек, вызваный механической обработкой их поверхности, примерно на 10% увеличивает тепловое сопротивление контакта подставка-подкладка, в результате чего неконтролируемо меняется температура формирования пленочных структур.

На этапе формирования рисунка пленочных элементов прогиб ГС подложка-пленка усиливает дифракцию световых лучей, и, за счет этого, в несколько раз ухудшает разрешающую способность процесса фотолитографии. В работе получена следующая физико-математическая модель, выражающая зависимость разрешающей способности Иф от величины прогиба Ьр:

(в)1/2

ч]1/2

= -г^тт . (9)

2/. -[ufh^ + tip)j

где В » 0,65; Х- длина светоьой волны; hnp - технологический зазор между фотошаблоном и ГС.

Во второй главе исследуются также ПДЭ, обусловленные влиянием ВМН на диффузию, окисление, химическое травление и другие активационные процессы. Показано, что основным механизмом влияния является изменение ВМН энергии активации указанных процессов, которое в линейном приближении описывается выражением вида:

Ea,j = Ea-q>rIan,! = Ea(l-6naItJI) , (10)

где Еа<т и Еа - энергия активации при наличии и отсутствии ВМН

соответственно.

В третьей главе диссертации исследуются и моделируются ПДЭ,

вызванные влиянием ВМН па механические характеристики ГС, в том числе на когезию и адгезию пленок, их модули Юнга и сдвига, стойкость пленочных элементов к сдвигающим усилиям и термоциклам. Показано, что растягивающие ВМН уменьшают когезию пленок на величину действующих ВМН, а сжимающие ВМН увеличивают ее на ту же величину, т.е.:

^В ПЛ ст ~~ ПЛ " ^ДЛ (11)

где ав пл а и сгв 1И - когезия пленок при наличии и отсутствии ВМН, соответственно.

Аналогичную зависимость от ВМН имеет модуль Юнга пленок: Е =Епл-стпл > (12)

II л о

где Ецл а и Е!1л - модуль Юнга пленок при наличии и отсутствии ВМН , соответственно.

Зависимость модуля сдвига О от ВМН определяется его зависимостью от модуля Юнга, т.е.:

Е

С = , ст = °пд- / """ г . (13)

пл а 2(1+Упл) 2(1+Упл)

где а и стш - модуль сдвига пленок при наличии и отсутствии ВМН, соответственно.

Для прочности механически напряженных ГС на сдвиг в третьей главе получены следующие физико-математические модели:

(14)

(15)

СТп

4я(1 + Упс)

(16)

4я(1 + уп)

Здесь индексы "пл", "пс", "п" обозначают пленку, переходной слой и подложку, соответственно; индекс "ст", как и выше, обозначает механически напряженный слой: символ V - прочность па сдвиг.

На прочность пленок на отрыв влияет касательная к поперечному сечению составляющая ВМН ок , которая возникает при прогибе ГС. Ее зависимость от ВМН и радиуса прогиба описывается следующей физико-математической моделью:

бг • (1 - • <1пл 2

где г - расстояние от центра подложки.

Что касается стойкости пленочных элементов к воздействию

(17)

термоциклов, то в главе 3 показапо, что она определяется результатом наложения ВМН и механических напряжений атп , возникающих при термоциклировании. В подавляющем большинстве случаев о11Л и Ощ имеют одинаковые знаки, поэтому ВМН снижают стойкость пленочных элементов к термоциклам. В тех редких случаях, когда о]1Л и о1Ц имеют разные знаки, ВМН повышают стойкость к термоциклам.

В четвертой главе исследуются и моделируются ПДЭ, вызываемые влиянием ВМН на энергетические спектры и параметры носителей тока в ГС ИУ. Показано, что изотропное плоское сжатие вызывает в аморфных и поликристаллических пленочных структурах увеличение энергии энергетических уровней носителей заряда, а изотропное плоское растяжение - ее уменьшение, т.е.:

ЛЕ; =-срЕ-апд , (18)

где ЛЕ] - приращение энергии; ерн - деформационный потенциал энергии энергетического уровня.

В полупроводниковых и диэлектрических пленках смещение ВМН энергетических уровней носителей заряда приводит к изменению ширины запрещенной зоны на величину &ЕС , определяемую из выражения:

ДЕё = -Фе6-°пп > (19)

где (рцп - деформационный потенциал запрещенной зоны.

ВМН, изменяя расстояние между атомами, влияют на параметры носителей тока в аморфных полупроводшгковых пленочных структурах. Показано, что в материалах с высокой и низкой подвижностью носителей токе механизмы влияния различны. В общем случае в аморфных материалах с высокой подвижностью носителей тока, в которых они перемещаются пре-имущсственно по делокадизовашшм энергетическим уровням разрешении} зон, ВМН меняют концентрацию носителей так же, как и в легированны? монокристаллических полупроводниках, т.е. в соответствии с изменение?, ими объема пленки и расстояния между границей подвижности и уровнед Ферми. В материале п-типа проводимости это расстояние, при действие ВМН, практически не меняется, поэтому, изменешге концентрацщ носителей определяется лишь изменением объема пленки, т.е.:

- , (20)

1 +

2(1 - Упл)

^пя спл

где По- и п - концентрации носителей тока при наличии и отсутствие ВМН, соответственно.

В материале р-типа на концентрацию высокоподвижных носителей тока одновременно влияют изменения объема пленки и расстояния между Еу и Ер , которое меняется, в основном, за слет изменения Еу. Поэтому:

Р • ехр(фЕуап„) 1 + -

р.=-, , (21)

где фру - деформационный потенциал нижней границы подвижности; ра и р - концентрация дырок при наличии и отсутствии ВМН, соответственно.

Влияние ВМН на другие параметры носителей тока в аморфных полупроводниках с высокой подвижностью носителей тока менее ощутимо.

В аморфных полупроводниках с низкой подвижностью носителей тока, в которых они в виде поляронов малого радиуса перемещаются перескоками по локализованным энергетическим уровням зон подвижности, влияние ВМН на концентрацию носителей определяется их влиянием на объем пленки, энергию активации перескоков и расстояние границы зоны подвижности от уровня Ферми, поэтому:

ФГПапл)

я.,- , ^ , (22)

1 +

2(1

Р. ехрГ- (*РЕУ -Феп)- апи

р»=--Ч-¥-1 . (23)

1 | ^'-"пл) -^пл Ьпл~ стпл

где феп - деформационный потенциал энергии перескоков поляронов малого радиуса.

В тех случаях, когда поляроны малого радиуса перемещаются перескоками по локализованным энергетическим уровням, размещенным вблизи средины энергетической щели, влияние ВМН на концентрацию носителей определяется их влиянием па объем и энергию активации перескоков, поэтому:

--=-/ -. (24)

2(1-Уяг) -опд 1 ^ 2(1 -

Еп л - стп л

Одновременно ВМН, меняя расстояние между атомами , меняют подвижность поляронов малого радиуса, т.е.:

Hspa ~ ^sp

i + ft-^-'

En л стлл

(25)

где Щро и щр - подвижность поляронов малого радиуса при наличии и отсутствии ВМН.

Показано, что ВМН влияют также на параметры носителей тока в проводниковых пленках. Влияние на концентрацию свободных электронов осуществляется через изменение объема. Влияние на среднюю длину свободного пробега определяется их влиянием на ее температурную и дефектную составляющие. Изменение ВМН температурной составляющей определяется изменением ими расстояния между атомами , которое вызывает изменения амплитуды колебаний вузловых атомов. Его можне оценить при помощи выражения:

^гт

1г.

(26)

1+'

где Ig-jit l^j - температурная составляющая средней длины свободной: пробега свободных электронов при наличии и отсутствии BMF соответственно.

Изменение ВМН дефектной составляющей средней длинь свободного пробега свободных электронов определяется изменением иш объема пленки и связанной с ним концентрации дефектов. Его можш оценить с помощью выражения:

^ /I I — v_ S^

leg о - ^cg

2(1 -Уд/

(27)

где- Ц а и lgg и - дефектная составляющая средней длины свободной пробега свободнъп электронов при наличии и отсутствии ВМН соответственно.

В пятой главе исследуются и моделируются ПДЭ, вызываем влиянием ВМН на параметры пленочных элементов ИУ, скорость деградац параметров. Установленно, что ВМН влияют на удельное сопротивлеи температурный коэфициент сопротивления, коэффициент стареш теплоемкости, тепло- и температуропроводность, термо-эде, электрическ прочность и др.

Показано, что для пленочных элементов из аморфных полупровод-1шков основными механизмами влияния ВМН на удельное сопротивление являются изменение концентрации атомов, энергии их ионизации, характеристической частоты колебаний системы, энергии акгивации перескоков

поляронов малого радиуса. Для пленочных элементов с высокой и низкой подвижностью носителей тока, с различными областями локализации энергетических уровней поляронов малого радиуса получены физико-математические модели, учитывающие дейсвие отмеченных выше механизмов. Так, например, для одного из наиболее часто встречающихся случаев локализации энергетических уровней вблизи границы зоны про поди мости, физико-математическая модель зависимости имеет вид, предсташгенный выражением :

2(г - упл)2' °г

КТ'

Ра пл»"'

1 + -

Иа2гха2

1 +

(1 - V, ^ ■

► ехр

Е^ - Я>Врсапл - Ер + ФпрСця + Ер + Фег^пл

КГ

1 +

2уп ■

■<1п

(28)

Здесь N - концентрация атомов; - характеристическая частота колебаний системы; Ер - энергия перескока полярона с одного локализованного энергетического уровня на другой; Е8рс - граница зоны проводимости; Ер - уровень Ферми; фебрс > Феи > ФЕР - деформационные потенциалы границы зоны проводимости, уровня Ферми, энерпш перескока полярона малого радиуса соответственно.

Основными механизмами влияния ВМН на удельное сопротивление проводниковых пленочных элементов является изменение конце1Гтрации и средней длины свободного пробега свободных электронов. Физико-математическая модель, учитывающая действие этих механизмов имеет следующий вид:

1 1 2(1~ Уд л) СТПЛ ^лл-°пя

2/3

Рпл о

1+

г 2Упл(1-упл)°пя

Епл стпл

К^п

2„2/3

1 +

__1ст_+1

I1- Упл)°пл

(29)

Анализ выражения (29) показывает, что растягивающие ВМН вызывают увеличение удельного сопротивления проводниковых пленочных

и л

с

пл

Епл спл

элементов, а сжимающие - его уменьшение. Изменение рлл будет большим в беспримесных, бездефектных проводниковых пленочных элементах.

Рассмотрено влияние ВМН на теплофизические параметры пленочных элементов. Показано, что изменение ВМН объема пленочных элементов меняет в них концентрацию частиц, а вместе с ней и удельную теплоемкость:

1 +

- • (30>

2(1 " Упл) '"лл

Е -ст ьпл "тхл

где сплС7 и сш - удельная теплоемкость при наличии и отсутствии ВМН, соответственно.

Изменяя удельное сопротивление пленочных элементов, ВМН в соответствии с законом Ввдсмана-Франца меняют электронную составляющую удельной теплопроводности :

^•э пл а = —-- > 01)

Рлл с

где ав - const Видемана.

Изменение ВМН объема пленочных элементов, меняет концентрацию в них примесей, а вместе с ней и примесную составляющую удельной теплопроводности:

^ ^гтттп

1 +

-----Тз- » 02)

2(1 -Упл) -спи

где ^п.яла и ^-п.лл ~ примесная составляющая удельной

теплопроводности при наличии и отсутствии ВМН соответственно.

Аналогичным образом, меняя концентрацию экситонов, ВМН меняет экситонную составляющую удельной теплопроводности:

1 +

-—ZzsiL-- > (33)

2(1-Упл) -Ддд

где К.пп<? и ''-1ля - экситонная составляющая удельной теплопроводности при наличии и отсутствии ВМН соответственно.

Что касается решетчатой составляющей удельной теплопроводности, то ее зависимость от ВМН определяется зависимостями от них удельной теплоемкости, средней длины свободного пробега 1ф и скорости фононов Уф'.

^*ptr — СпдсДфп'Уфо . (34)

Изменяя расстояние между атомами, ВМН меняют энергию активации диффузии, а вместе с ней и диффузиониую составляющую удельной теплопроводности:

<Ре ' ^

кт

= Кф.ы • ехР(± I ' (35)

где Л.дИфпл<т 11 ^ди4ч.л - диффузионная составляющая теплопроводности при наличии и отсутствии ВМН, соответственно; 2 - энергия активации диффузии; фе - ее деформационный потенциал; знаки "+" и "-" соответствуют междуузелыюму и вакансионному механизмам диффузии.

В соответствии с изменением объема ВМН меняют плотность пленочных элементов. Зная характер и величину влияния ВМН на удельную теплопро-водностъ с , удельную теплоемкость С^,, „ и плотность

пленочных элементов рП1 „ , легко можно определить зависимость от ВМН коэффициента температуропроводности:

• (36)

Рпла/

Изменешю ВМН плотности пленочных элементов вызывает изменение их коэффициента изотермического сжатия:

Рллст ' ~ 2Уцл)

У п л а '

(37)

Изменение ВМН коэффициента упл „ вместе с изменением ишг .удельной теплоемкости Сп.г а и объема Ус вызывает изменение температурного коэффициента линейного расширения:

гч - ^г ' сгглп " Упдп

где Кг - постоянная Грюнайзена.

Влияние ВМН на ТК рпд определяется их влиянием на удельное сопротивление при температурах Т и Т0 , т.е.:

ьр.ДД

1 +5р.ПЛ"СТТ

(39)

где ар Ш1 „ и а) ш „ - температурные коэффициенты удельного сопротивления при наличии и отсутствии ВМН, соответственно.

Имея зависимости схр <• и сх[ лд с, легко можно определить зависимость температурного коэффициента пленочного сопротивления от ВМН:

аЯ о = ар.плсг -а1.плгт • (40)

Показано, что меняя концентрацию носителей тока, ВМН меняют

термо-эдс проводникового термоэлектронного генератора:

1п

1 + ' °цл2

ЕПИ2 - спл2

2

1 + 2(1 - Уцл1 ■ апл1

Ецл1 ~ ап л 1

где ет_0 и ет - термо-эдс при наличии и отсутствии ВМН в элементах термоэлектронного генератора, соответственно. Индексы "1" и "2" обозначают элементы последнего.

Установлено, что ВМН влияют на емкость пленочных конденсаторов. Основными механизмами влияния являются изменение ими толщины пленочного диэлектрика с!п и диэлектрической проницаемости г0 , т.е.:

0,0884 ■ ест • 5

4л -й„

где

1 +

2(1 - Уп/

=

1 -

ьпл "пл

(42)

(43)

(44)

Здесь и в последующих выражениях, касающихся пленочных конденсаторов индекс "пл" относится к пленочному диэлектрику.

Изменение ВМН расстояния между атомами пленочного диэлектрика, меняет энергию их ионизации, что вместе с изменением средней длины свободного пробега 1с п вызывает изменение электрической прочности пленочных конденсаторов при электрическом пробое:

^Пр.СГ

Wi

г 2Уяд(1- Уп^-Опя

(45)

(46)

где \У1о и - энергия ионизации атомов диэлектрика при наличии и отсутствии ВМН соответственно; Ещ, „ - электрическая прочность пленочных конденсаторов при наличии ВМН.

Изменение ВМН расстояния между атомами диэлектрика смещает энергетические уровни последнего, в результате чего меняется ширина запрещенной зоны, а вместе с ней и высота потенциального барьера электронам, которые с отрицательно заряженной обкладки переходят в

к л

диэлектрик. Это приводит к изменению тока утечки:

, (47)

где и ] - плотность тока при наличии и отсутствии ВМН соответственно; срФ - деформационный потенциал высоты потенциального барьера.

В выражении (47) знак "-" соответствует сжимающим ВМН, а знак "+" - растягивающим. Видно, что при положительных деформационных потенциалах <рф ВМН увеличивают высоту потенциального барьера и за счет этого уменьшают I , а при отрицательных значештях ВМН, создают обратный эффект.

Изменение ВМН плотности тока утечки вызывает изменение ими тангенса угла диэлектрических потерь:

^ = 1й5.еХр(±^н) , (48)

где и tgs - тангенс угла диэлектрических потерь при наличии и

отсутствии ВМН, соответственно.

Видно, что при ф,р >0 ВМН умньшают tg 5 , а при ф~ <0 - увеличивают его.

Имея зависимости г(от), 1£5(с1Ш) и определив по аналогии с

(39) температурный коэффициент tg 5 , можна найти зависимость от ВМН электрической прочности пленочных конденсаторов при тепловом пробое:

2К

Ьг

( \ Ч

"Пр.с

б„

(49)

где К=1,5Е5 , Г - частота; а,5е - температурный коэффициент В главе также рассмотрено ЦДЭ, обусловленные влиянием ВМН на интенсивность протекания в пленочных элементах деградационных процессов, в том числе: процессов взаимодиффузии атомов контактирующих разнородных проводящих соединений, которые при различии коэффициентов диффузии вызывают обрывы за счет образования пор и пустот; процессов односторонней диффузии атомов металлических обкладок в диэлектрик, которые вызывают пробой пленочных конденсаторов; процессов окисления обкладок пленочных конденсаторов, проводящих соединений и резисто-ров, которые контролируемо увеличивают их сопротивление, потери энергии и разброс параметров; процессов электрохимической коррозии, которые вызывают разрушение элементов; процессов электродиффузии, которые вызывают обрывы пленочных проводников либо их коротроткое замыкание и др. Показано, что основной механизм влияния на них ВМН заключается в изменении ими энергии активации процессов (выраж-е 10).

В данной главе также показано, что тесная взаимосвязь ВМН и параметров пленочных элементов позволит использовать ВМН в роли признака, с помощью которого можно оценивать качество пленочных элементов и состояние их технологии.

В 2-5 главах диссертации приводятся также результаты эксперементальных проверок адекватности многих физико-математических моделей ПДЭ, показавшие хорошее совпадение рассчстных и эксперементальных значений деформационных изменений параметров.

В шестой главе рассматриваются конструкторские методы подавления ПДЭ, которые включают в себя: выбор подложки возможно метшей толщины, с одинаковой обработкой обеих сторон, с минимальными значениями модуля Юнга и коэффициента Пуассона, с максимальной теплопроводностью; выбор материалов пленочных элементов с минимальными значениями деформационных коэффициентов (деформационных потенциалов), модуля Юнга, коэффициента Пуассона; согласование смежных слоев, а также подложек и пленок по температурам коэффициентам расширения, структуре, усадке; выбор толщины пленочных элементов, которая бы соответствовала минимальным значениям ВМН; увеличение радиуса изгиба зигзагообразных пленочных элементов; взаимокомпенсацию упругих деформаций в многослойных пленочных структурах; применение специальных разгружающих а переходных слоев.

Эффективность применения некоторых из отмеченных выше методов наглядно иллюстрируют табл.1-4.

Таблица 1.

СРЕДНИЕ ЗНАЧЕНИЯ ДЕФОРМАЦИОННЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКОВЫХ ПЛЕНОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИУ

Материал бРШ1* 10'1, Па-' Материал 5Р цд * ЮН, Па-1

Алюминий 2,77 Ниобий 1,00

Титан 0,78 Молибден 0,95

Хром 6,89 Палладий 1,48

Железо 1,46 Серебро 2,00

Никель 1,33 Тантал 1,19

Медь 1,86 Вольфрам 0,96

Платина 1,37 Золото 1,84

Видно, тго выбором материала проводникового пленочного элемента можно уменьшить деформационное изменение удельного сопротивления в 1,2 - 8,8 раза.

Таблица 2.

ПРИМЕРНЫЕ ДИАПАЗОНЫ ИЗМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ВМН, ВОЗНИКАЮЩИХ В ПЛЕНОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ ИУ

Виды ВМН Диапазон изменения ВМН а *10-8 Па

Несоответствия - 211,94 .. 327,26

Структурные - 6,00 .. 15,20

Температурные - 3,81 .. 4,02

Усадочные - 0,08 .. 500,72

Из табл.2 следует, тго обеспечением физической совместимости подложек и пленок, многослойных пленочных структур можно менять не только величину, но и знак ВМН, а вместе с ними величину и характер ПДЭ.

Таблица 3.

ВЛИЯНИЕ МАТЕРИАЛА ПЛЕНОЧНОГО ЭЛЕМЕНТА НА ВЕЛИЧИНУ ОТНОШЕНИЯ Ети/1 -V,,,

Вид пленочи. Материал Еда * 10-ю, па УПЛ ЕшПО-ЮД^пл

элементов Па

Проводники Алюминий 6,6 0,35 10,15

Медь 11,7 0,34 17,73

Серебро 7,5 0,38 12,10

Золото 8,2 0,42 10,51

Никель 20,0 0,30 28,57

Резисторы Хром 6,8 0,30 9,71

Тантал 18,5 0,30 26,43

Диэлектрики Двоокись 7,5 0,17 9,04

пленочных кремния

конденсаторов Нитрид 15,5 0,26 21,23

кремния

Видно, что даже в однотипных материалах, которыми являются проводники, величина отношения меняется в довольно широких пределах (Ю,15...28,57*1010 Па). В таких же пределах, при прочих равных, будут может быть учтено с помощью выражения (10).

меняться ВМН и зависящие от них ПДЭ.

Таблица 4.

ВЛИЯНИЕ ЖЕСТКОСТИ ПОДЛОЖИ! НА ВЕЛИЧИНУ ВМН

Материал пленочного элемента СТп/10-8 , Па

Ситалл СТ 50-1 Г„ и 2,33* 10~б Н Керамика "Поликор" Гп« 17,28* Ю-6 Н

Алюминий 2,32 3,46

Хром 1,86 2,74

Медь с подслоем Сг 1,46 2,33

Никель с подслоем Сг 4,82 6,04

Видно, что применение менее жестких подложек уменьшает ВМН, а значит и ПДЭ пленочных элементов примерно в 1,2 - 1,6 раза.

Что касается толщины пленочных элементов, то, в большинстве случаев, изменение ее в пределах 0,1..Л,0 мкм вызывает уменьшение ВМН и вызываемых ими ПДЭ примерно в 3...7 раз.

При создании зигзагообразных конфигураций пленочных элементов уменьшению ПДЭ способствует увеличение радиуса изгиба, которое приводит к выравниванию в нем плотности токовых линий и устранению, за счет этого, локальных перегревов, величина которых может достигать десятков и даже сотен градусов.

Что касается использования; для подавлешгя ПДЭ специальных разгружающих слоев, то в шестой главе рассмотрено три возможных варианта их применения (рис.1), которые отличаются по их местоположению и используемым материалам. Демпферные слои наносятся на фронтальную сторону подложки. Для их изготовления подходят материалы, которые имеют малый модуль Юнга и выдерживают условия осаждения пленок (индий, свинец, таллий, полиимид, фторо1таст-4 и др.).

В качестве разгружающих слоев могут использоваться также материалы с высоким значением модуля Юнга ( вольфрам, никель, хром, нитрид кремния, карбид кремния, карбид вольфрама, окись алюминия и др. ), однако наносить их следует поверх разгружаемых пленочных элементов либо на тыльную сторону подложки.

Показано, что для уменьшения ПДЭ могут использоваться также переходные слои с промежуточными (между подложкой и пленкой) значениями температурных коэффициентов линейного расширения (табл.5). В числе других материалов для их изготовления могут быть также применены так называемые "переходные стекла".

а) :

пЯ

б)

п2

Q

F

^ пл

в)

Д

Рис.1. Эпюры ВМН в пленках и подложках при использовании специальных разгружающих слоев, нанесеных на фронтальную (а) и тыльную (п) стороны подложки, и на поверхность пленки (б).

Таблица 5.

МАТЕРИАЛЫ ПЕРЕХОДНЫХ СЛОЕВ ГС ПЛЕНКА-ПОДЛОЖКА

ГС ( «m Mi )*Ю7, град-1 Материал переходного слоя/ *107 • град'1

А1 - ситалл СТ50-1 229 / 52 Ag/195, Cu/160, Au/142, Ni/130, Pd/120, Pt/90, Ti/80

А1 - "Поликор" 229 / 70 WSÏ3/137, TiSi2/145, MoSi2/147, TaSi2/163

Ag - ситалл СТ50-1 195 / 52 Cu/160, Au/142, Ni/130, Pd/120. Pt/90, Ti/SO

Ag - "Поликор" 192 / 70 WSÎ2/137, TiSÎ2/145, MoSi2/147, TaSiî/163

А1 - ситалл СТ50-1 160 / 52 Au/142, Ni/130, Pd/120, Pt/90, Ti/SO, WSÎ2/137

А1 - "Поликор" 160/70 TiSi2/145, MoSi2/147

Ag - ситалл СТ50-1 142 / 52 Ni/130, Pd/120, Pt/90, Ti/SO, WSÏ2/137

Ag - "Поликор" 142 / 70

Взаимокомпенсация действий упругих сил пленочных элементов ослабляет лишь напряженное состояние подложки. В момент взаимо-комленсации в отдельных слоях многослойных пленочных структур могут действовать достаточно большие ВМН. Поэтому ее целесообразно использовать для уменьшения прогибов ГС и вызываемых им ПДЭ.

Подводя итог сказанному выше, замечаем, что конструкторские методы не полностью подавляют ПДЭ, а лишь в несколько раз ослабляют их.

Если борьба с ПДЭ на этапе конструировашш ИУ не дала желаемых результатов, то положение можно поправить на этапе их технологии.

Седьмая глава диссертации посвящена технологическим методам подавления ПДЭ. В ней показано, что для уменьшения прогиба подложек, необходимо применять щадящие способы и режимы их механической обработки, включающие в себя замену связанного абразива свободным, уменьшение твердости абразивных зерен, уменыпешге давления на шлифовальный круг, снижение скорости его вращения и др. Наилучшие результаты дает полное устраните (там, где это возможно) механической обработки.

На основе анализа имеющейся в литературе и полученной в ходе выполнения работы информации о влиянии различных технологических факторов на ВМН пленок , показано, что эффективное подавление ПДЗ, возникающих на этапе формирования пленочных структур может быть достигнуто выбором методов и режимов нанесения пленок (рис.2), составов технологических сред (табл.6), использованием специальных модифицирующих добавок (табл.7).

Таблица 6.

ШШЯНИЕ СОСТАВА ГАЗОВОЙ СРЕДЫ НА ВМН ПЛЕНОК Si02 , ПОЛУЧЕННЫХ РЕАКТИВНЫМ ИОННЫМ РАСПЫЛЕНИЕМ

Состав газовой среды a*10-8 , Па

о2 -(0,3 .. 1,3)

н2о -(0,5 .. 2,0)

о2 + N2 -(0,4 .. 1,7)

о2 + н2 -(0,6 .. 1,8)

02 + Аг -(0,5 .. 1,4)

SiH4 + N2O -(0,6 .. 1,2)

SiH4 + N20 + Ar -(3,0 .. 4,0)

Рис.2. Диапазон изменения ВМН пленок,полученных различными технатопггескжшт методами.

Эффективность технологических методов подавления ПДЭ можно повысить применением дорекристаллизационного отжига пленок, либо готовых пленочных элементов, или посредством их ультразвуковой обработки.

Выборочный дорекристаллизационный отжиг готовых пленочных элементов можно осуществить с помощью лазерного либо электронного луча удельной мощностью от единиц ДО десятков Вг/см2.

Таблица 7.

ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ МОДИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК НА ВМН ТОНКИХ ГС1ЕНОК ( с» 0,21*108 Па)

Материал Способ Модифиц. Количеств ос *10 , Па

пленки нанесения добавка % объем Без добавок С добавками

Алюминий термич-е испарение Скандий 2 - 4 3.93 0

Алюминий термич-е испарение Церий 2 - 4 3.93 2.0

Тантал катодное распыление Скандий 1 - 2 - 2.8 - 1.3

Тантал катодное распыление Золото 1 - 2 - 2.8 - 1.7

Тантал магнетр-е распыление Иттрий 1 -2 5.7 3.2

Показано, что последовательное применение вначале конструкторских, а затем технологических методов подавления ПДЭ позволяет в несколько раз уменьшить неконтролируемые деформационные изменения параметров пленочных элементов и, за счет этого, на 3-4% увеличить их выход годных и на 15-20% повысить параметрическую надежность. Полностью же подавить ПДЭ не представляется возможным, поэтому не удается полностью устранить источник их возникновения - ВМН. Остаточные ВМН можно использовать для оценки качества пленочных элементов и состояния их технологии, поскольку они характеризуют направление и величину отклонения их атомов (молекул, ионов) от положения устойчивого равновесия, соответствующего минимуму внутренней энергии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе обобщен цикл исследований, позволяющих осуществить принцип комплексного подхода к решению проблем увеличения вьгхода годных и повышения параметрической надежности пленочных элементов прецизионных ИУ высокой степени интеграции, заключающегося в учете, наряду с известными влияющими на эти показатели факторами, нового, доселе не принимающегося во внимание, фактора, которым являются ПДЭ. Основные теоретические и экспериментальные результаты проведенных исследований состоят в следующем.

1. Про веден анализ проблем увеличения выхода годных и повышения

качества ИУ высокой степени гаггеграцин. Показано, что одной из основных причин наметившихся негативных тенденций, заключающихся в увеличении удельного веса брака и отказов их пленочных элементов являются ВМН, возшгкакмцие вследствие физической несовместимости элементов ГС, обусловлешюй конструктивными и технологическими особенностями ИУ.

2.Установлеко, что ВМН, изменяя расстояние между атомами, молекулами и ионами, некогггролируемо меняют свойства аморфных и поликрис-талличееких пленочных структур. Это проявляется в форме разнообразных ПДЭ, уменьшающих выход годных и снижающих качество прецизионных пленочных элементов.

3.Разработаны методы выявления, определения характера и значения паразитных деформационных воздействий. С помощью даных методов определены деформационные коэффициенты некоторых параметров клепочных элементов. Показано, чгго они имеют величину порядка 10' 11 Па-' . Деформационные коэффициенты такой величины при уровне ВМН порядка ош з Ю9 Па вызывают деформационные изменения параметров, соизмеримые с температурными изменениями сопротивления пленочных резисторов.

4.Выявлены и исследованы причины и механизмы возникновения ПДЭ. Разработаны физико-математические модели, которые учитывают действие этих механизмов. Проведена проверка адекватности основных физико-математических моделей.

5.Предложена концепция комплексного подхода к решению проблемы увеличения выхода годных и повышения параметрической надежности прецизионных пленочных элементов, которая основывается на использовании, в числе других, критерия митвгизашп-г их ПДЭ.

6.Разработана стратегия борьбы с ПДЭ, которая включает применение на основных этапах производства пленочных элементов конструкторских, технологических и постгехнологичсских методов подавления ПДЭ. Ее примените позволило на 3 - 4 % увеличить выход годных пленочных элементов и на 15 - 20 % повысить их параметрическую надежность.

7.Разработана концепция применения источника ПДЭ ВМН в роли признака, с ' помощью которого можно оценивать качество прецизионных пленочных элементов и состояние их технологии. Наибольшую достоверность оценки преддожешсая концепция обеспечивает в случае совместного использования наряду с ВМН других признаков, в том числе ЭДС токовых шумов, ИК излучений и ДР-

8.Разработаны и защищены авторскими свидетельствами конструкции оригинальных пленочных ИУ, в которых используются силы поверхностного натяжения, ответственные за возникновение поверхностных ВМН.

В итоге выполнения данной работы была решена важная научно-техшиеская проблема увеличения выхода годных и повышения надежности пленочных элементов ИУ, которая наиболее остро проявляется в производстве и эксплуатации прецизионных изделий микроэлектроники.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 .Демин В.В., Готра З.Ю., Матвийкив М.Д. Прогрессивные методы

производства микросхем. - Львов: "Каменяр", 1973. - 80 с. 2.3амора Е.Ф., Матвийкив М.Д. Технологическая гигиена в производстве интегральных микросхем.- Львов, " Каменяр", 1975. -134 с.

3.Матвийкив М.Д. Паразитные деформационные эффекты в гетеро-структурах гибридных интегральных микросхем./ Деп. в ГНТБ Украины. № 554-УК96 от 15.02.96,- Киев, 1996, 120 с.

4.Матвийкив М.Д., Смолко Г.Г., Заумыслов Ю.В. Импульсный нагрев тонких пленок под действием электронной бомбардировки. //Специальная радиоэлектроника. - 1970, 9, 73.

Э.Готра З.Ю., Нашиванко В. , Матвийкив М.Д. Опыт применения тонкопленочных термопар. //Материалы Второй НТК в промышленности по тепловым режимам и термоциклированию РЭА. - Одесса, 1973. б.Матвийкив М.Д., Грищук С.А. Оптимальное время ионной очистки катодов. //Весгник Львовского политехнического института. -Львов: "Выща школа", 1974. - N 87. - С. 93-95.

7.Матвийкив М.Д. Влияние электронно-ионной бомбардировки на температуру подложки //Вестник Львовского политехнического института. - Львов: "Выща школа", 1975. - N 96. - С. 76-78.

8.Матвийкив М.Д., Смолко Г.Г., Грнщук С.А. Катодное распыление тугоплавких металлов. //Вестник Львовского политех1шческого института. - Львов:"Выща школа", 1976. - N103.- С.127-130.

9.Матвийкив М.Д., Гршпук С.А. Электроно-ионная бомбардировка подложки в процессе ионной очистки катодов при катодном распылении. //Вестник Львовского политехнического института. -Львов: "Выща школа", 1976. - N 103. - С.133-135.

10.Матвийкив М.Д., Гршцук С.А., Сешгшин Я.М. Исследование прецизиошшх методов иодгонки тонкопленочных конденсаторов. //Вестник Львовского политехнического института. -Львов: "Выща школа", 1976.-И 103. -С.77-80.

11.Полячек Г.П., Матвийкив М.Д., Гршцук С.А. Механические на пряже шит в тонкопленочных резисторах на основе Та и ТаМ. //Вестник Львовского поли-тех1шческого института. - Львов:"Выща школа", 1978. -N 124. - С. 119-121.

12.Матвий:кив М.Д., Кулик Е.В. Влияние температуры подложки на электрические и механические свойства тонкопленочньгх резисторов из сплава РС-3710. //Вестник Львовского политехнического института. Львов:"Выща школа", 1980. - N 142. - С.111-114.

13.Матвийкив М.Д., Кулик Е.В. Влияние внутренних напряжений в в тонкопленочных резисторах на их устойчивость к действию термоциклов. //Вестник Львовского политехнического института. -Львов: "Выща школа", 1981. - N 152. - С.68-69.

14.Матвийкив М.Д.,Кулик Е.В. Влиятге температуры подложки и старения на электрические и механические свойства тонкопленочных резисторов из сплава РС-3710. //Устройства, элементы и методы комплексной микроминиатюризации РЭА. Межвуз. сб. - Казань, 1981.-с.7779.

15.Кулик Е.В., Матвийкив М.Д., Мшгеев А.С. Влияние внутренних механических напряжений на временную стабильность тонкопленочных резисторов. //Электронная техника. Сер.З. Микроэлектроника - Вып. (2)92, 1981. - С.20-23.

16.Кулик Е.В., Матвийкив М.Д. Влияние внугренних напряжений на временную стабильность ТПР из сплава СТ-3812.//Вестник Львовского политехнического института,- Львов:"Вьпца школа", 1982.- N 161.С.70-72.

17.Минеев А.С., Машонова Н.М., Матвийкив М.Д. и др. Влияние релаксации внутренних механических напряжений на временную

стабильность тонкопденочных резисторов. //Конструкторско технологические методы миниатюризации высокочастотной аппаратуры. Сб.научн.труд. АН СССР. РИ. - М., 1982. - С.96-100.

18.Бахтин Ж.Д., Вернов В.М., Кулик Е.В., Матвийкив М.Д. и др. Повышение качества тонкопленочных резисторов за счет уменьшения разброса внутренних напряжений. //Коиструклорско-технологические методы миниатюризации высокочастотной аппаратуры. Сб.научн.труд. АН СССР. - М.,1982,- С. 100-106.

19..Матвийкив М.Д., Закалык Л.И., Кохан Т.Д., Радуховский Ф.И. Разработка и исследование голографических методов контроля качества процессов сборки и герметизации микросхем. //Метрологическое обеспечение производства и контрольно-измерительная техника. Научно-технический сборник. Закарпатский областной совет НТО. Ужгород, 1982. - С.50-53.

20.Матвийкив М.Д., Вернов В.М., Кулик Е.В., Павлыш В.А. и др. Выбор выходных параметров модели технологического процесса напыления тонких резистивных и металлических слоев ионо-плазменным методом. //Конструктивно - технологические методы миниатюризации высокочастотной аппаратуры. Сб.научн.трудов АН СССР.- М., 1982.-С.87-96.

21.3акалык Л.И., Матвийкив М.Д., Попель М.П. Исследование напряженного состояния кремниевых подложек методом голографической интерферометрии. //Вестник Львовского политехнического института. Львов:"Вьпца школа", 1983.- N176.- С.57-59.

22.Матвийкив М.Д., Волоский И.Т. Исследоваш1е напряженного сос тояния алюминиевых пленок. //Электрон) 1ая техника. - Сер.З Микроэлектроника. - 1984. - Вып. 2/108. - С.56-58.

23.Матвийкив М.Д., Волоский И.Т., Козак А.Е. Влияние механической обработки на деформацию подложек интегральных схем. //Деп. в УкрНИИ НТИ, N1043. - 1985. - 4 с.

24.Воблый А.Н., Зарецкиий В.И., Матвийкив М.Д. Уравнения для решения задач оптимального снятия остаточных напряжений в пленочных элементах. // Депонирована в УкрНИИНТИ, N 2615к - Укр., 5.11, 1985,-15с.

25.Воблый А.Н., Матвийкив М.Д. Оценка влияния основных механизмов старения на стабильность толстопленочных резисторов. //Вестник Львовского политехнического института. - Львов: "Выща школа", 1985. -N 196. - С.40-41.

26.Матвийкив М.Д., Волоский И.Т., Козак А.Е. Влияние механической

обработки на виутреншге механические напряжения в подложках интегральных схем. //Деп. в УкрНИИ НТИ, N1043. - 1985.-2с.

27.Воблый А.Н., Матвийкив М.Д. Мехаш1ческие напряжения в толстопленочных резисторах из серебряно-палладиевых паст. //Вестник Львовского политехническою института. - Львов:"Выща школа", 1986. -N 206. - С.35-37.

28.Воблый А.Н., Матвийкив М.Д. Механические напряжения и деформации толсто пленочных резисторов в температурном поле. -Киев, 1987. - 8 с. -Деп. в УкрНИИНТИ 05.11.87, N 2942 Ук.

29.Воблый А.Н., Матвийкив М.Д. Деформация толстопленочных резисторов в температурном поле.//Вестник Львовского политех нического института. - Львов: "Выща школа", 1987. - N 215. - С. 19-21.

30.Воблый А.Н., Матвийкив М.Д. Методы определения микроскопических постоянных резистивных композиций. //Вестник Львовского политехнического института,- Львов: "Выща школа", 1988.N 226.-С.23-25.

31.Воблый А.Н., Матвийкив М.Д. Упруго-пластическое деформирование толстопленочных резисторов. /'/Вестник Львовского политехнического института. - Львов: "Выща школа", 1989. - N 236. - С.78-80.

32.Воблый А.Н., Зарецкий В.И., Матвийкив М.Д., Шулипа C.B. Моделирование технологических процессов изготовления резистивных стратегур с учетом различных взаимосвязаны* физических полей. -Киев, 1990. - 32 с. - Деп. в УкрНИИНТИ 27.04.90, N900 Ук.

33.Воблый А.Н., Матвийкив М.Д., Шулипа C.B. Уравнения движения и растекаемости резистивной пасты в процессе трафаретной печати. Киев, 1990. - 10 с. - Деп. в УкрНИИНТИ 27.04.90, N897 Ук.

34.Матвийкив М.Д., Волоский И.Т., Процык В.И., Андрейкив P.C. Исследование напряженного состояния анадноокисных пленок тантала. //Вестник Львовско-го политехнического института,- Львов:"Выща школа", 1990,- N 245. - С.62-65.

35.Матвийкив М.Д., Процык В.А., Волоский И.Т. Влияние магнетрошгого распыления на внутренние механические напряжения пленок тантала. //Вестник Львовского политехнического института. Львов:"Свит", 1991. - N254. - С.50-53.

36.Матвийкив М.Д., Процык В.И., Волоский И.Т. К вопросу о влиянии внутренних механических напряжений на электрофизические характеристики. //Материалы VIII Всесоюзного симпозиума "Полупроводники с узкой запрещенной зоной и полуметаллы". -Львов,1991. - С.81-83.

37.Матвийкив М.Д. Паразитные деформационные эффекты в гетерострук-

турах интегральных схем. //Тез. докл. Международной НТК "Современные проблемы автоматизации разработки и производства радиоэлектронных средств и подготовки кадров" - Львов, 1994.

38.Матвийкив М.Д. Паразитные деформационные эффекты в гетерост руктурах интегральных схем. /Материалы НТК "Современные проблемы автоматизированной разработки и производства радиоэлектронных средств и подготовки инженерных кадров". - Львов, 1994. С.140-142.

39-Матвийкив М.Д. Пластический и упругий прогибы гетеросистем. //Вестник Государственного университета "Львивська политехника" Львов: "Свит", 1996.

40.Матвийкив М.Д. Моделирование механических паразитных деформационных эффектов, которые возникают в гстеросгруктурах ИС. //Ком-пютерные системы проектирования. Теория и практика. Сб. научн. трудов ГУ "Львовская политехника". Вып.1. - Львов, 1996.-С.31-34.

41.Магвийкив М.Д. Моделирование влияния внутренних механических напряжений на скорость протекания в пленочных элементах деградационных процессов. //Компютерные системы проектирования. Теория и практика. Сб. научн. трудов ГУ "Львовская политехника". Вып.1. Львов, 1996.-c.19-24.

42.Матвийкив М.Д. Моделирование влияния внутренних механических напряжений на скорость протекания гетерогенных химических реакций. / Деп. в ГНТБ Украины. № 555-УК96 от 15.02.96 - Киев, 1996. 5 с.

43.Матвийкив М.Д. Моделирование влияния внутренних механических напряжений на скорость протекания в пленочных конденсаторах деградационных процессов. /Деп. в ГНТБ Украины. № 558-УК-96 от 15.02.96 - Киев, 1996. - 5 е.

44.Матвийкив М.Д., Смолко Г.Г., Грищук С.А. Катодное распыление с управляемым потенциалом. //Тез. докл. VIII НТК по микроэлектронике. - М., МИЭТ, 1976.

45.Матвийкив М.Д. К вопросу о физическом прогнозировании надежности пленочных элементов. //Тез. докл. Всесоюзной НТК "Теория и практика обеспечения надежности и качества РЭА". - М.,1978.

46.Кулик Е.В., Матвийкив М.Д. Исследование взаимосвязи механических и электрических характеристик резисторов тонкопленочных интегральных микросхем. //Тез. докл. Республиканской конференции "Управление качеством проектирования и изготовления продукции приборостроения" - Киев, 1979.

47.Матвийкив М.Д., Кулик Е.В., Дольников В.А. Оценка качества проводящих соединений интегральных схем. //Тез. докл. Республиканс-

кой конференции "Управление качеством проектирования и изготовления продукции приборостроения". Киев, 1979.

48.Кулик Е.В., Матвийкив М.Д. Исследование взаимосвязи между напряжениями в тонкопленочных резисторах и их ТКС. //Тез. докл. краткосрочного научно-технического семинара "Комплексная микроминиатюризация РЭЛ". - Ленинград, ЛДНТП, 1980.

49.Матвийкив М.Д., Кулик Е.В. Применение голографической интерферометрии для оценки качественных показателей тонкопленочных резисторов. //Тез. докл. Всесоюзного научно-технического семинара "Прогнозирование и диагностика в повышении эффективности производства и эксплуатации РЭА". - М., 1982.

50.Матвийкив М.Д., Волоский И.П., Козак А.Е., Дорош О.Й. Использование интерферометрии для исследования рельефа поверхности подложек. //Тез. докл. НТК - семинара "Применение оптических методов в дистанционных измерениях и контроле". - М.: ВДНХ, 1985.

51.Матвийкив М.Д., Волоский И.П., Козак А.Е., Дорош О.Й. Методика определения механических напряжений в толстопленочных резисторах. //Тез. докл. НТК - семинара "Применение оптических методов в дистанционных измерениях и контроле". - М.: ВДНХ, 1985.

52.Воблый А. Н.,Матвийкив М.Д. Уравнения для описания толстопленочных резисгивных структур. //Тез. докл. НТК "Автоматизация конструкторского проектирования радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры". - Пенза, 1986.

53.Воблый А.Н.,Матвийкив М.Д. Математическая модель для исследования толстопленочных структур в температурном поле. //Тез. докл. НТК "Автоматизация конструкторского проектирования радиоэлектронной и электроновычислительной аппаратуры". - Пенза, 1986.

54.Воблый А.Н.,Матвийкив М.Д. Уравнение для описания многослойных резистивных композиционных структур. //Тез. докл. Отраслевого НТС "Обмен опытом по созданию новых комплектов паст для гибридных интегральных схем и тонкопленочных материалов". - Львов, 1986.

55.Воблый А.Н., Матвийкив М.Д. Моделирование термических напряжений интегральных микросхем. //Тез. докл. НТК "Автоматизация конструкторского проектирования радиоэлектронной и электронновычислительной аппаратуры". - Пенза, 1987. - С. 77-78.

56.Воблый А.Н., Матвийкив М.Д. Моделирование напряженно -деформированного состояния толстопленочных резистывных структур. //Тез. докл. Всесоюзной НТК "Методы прогнозирования надежности

проектируемых РЭА и ЭВА". - Пенза, 1988. С. 16.

57. Матвийкив М.Д., Волоский И.Т., Процык В.И. Опенка влияния внутренних механических напряжений на ширину запрещенной зоны Сё ^ Те. //Тез. докл. Республиканской конференции "Физика и химия поверхности и границ раздела узкощелевых полупроводников" Львов, 1990. - С. 123-125.

58.Матвийкив М.Д., Процык В.И., Волоский И.Т. Оценка надежности и качества интегральных схем по уровню внутренних механических напряжений. //Тез. докл. Всесоюзной НТК "Автоматизированные системы обеспечения надежности радиоэлектронной аппаратуры". Львов, 1990. - С.35-36

59. Воблый А.Н., Матвийкив М.Д. Моделирование основных технологических операций изготовления толстопленочных резистывных структур. //Тез. докл. Всесоюзной НТК "Методы и средства повышения надежности приборов, устройств и систем". - Пенза ,1992

60. Матвийкив М.Д. Использование внутренних механических напряжений для оценки и обеспечения качества интегральных схем. //Тез. докл. НТК "Методы и средства повышения надежности приборов, устройств и систем". - Пенза, 1992

61. Матвийкив М.Д. Влияние внутренних механических напряжений на процессы деградации параметров пленочных элементов гибридных интегральных схем. //Тез. докл. НТК "Методы и средства повышения надежности приборов, устройств и систем" - Пенза, 1993

62. Матвийкив М.Д. Моделирование паразитных деформационных эффектов, которые возникают в гетероструктурах интегральных схем. //Тез. докл. III Международной НТК "Опыт разработки и применения приборно - технологических САПР микроэлектроники" - Львов, 1996

63. Матвийкив М.Д. Условие равновесия деформированных внутренними механическими напряжениями гетероструктур. //Тез. докл. Международной НТК "Современные проблемы автоматизированной разработки и производства радиоэлектронных средств, применения средств связи и подготовки инженерных кадров". - Львов, 1996

64. А.С. N0 1159083 от 1.02.1985г. Матвийкив М.Д., Дячок Д.Т., Кулик Е.В., Писаренко Ю.А. Электрический аппарат с термопредохранителем

65. А.С. N0 1339656 от 22.05.1987г. Матвийкив М.Д., Юзевич Ю.В., Дорош О.Й. Элемент памяти

66. N0 1522228 от 15.07.1989г. Матвийкив М.Д. Способ записи информации в элементе памяти на нормально разомкнутой плавкой перемычке.