ВЛИЯНИЕ ИЗОХРОННОГО И ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ОТЖИГА НА ПРОЦЕСС ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ ПО ТОКУ КРЕМНИЕВОГО БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА, ПОДВЕРГНУТОГО ВОЗДЕЙСТВИЮ РАДИАЦИИ

Петросянц Константин Орестович; Кожухов Максим Владимирович; Смирнов Дмитрий Сергеевич

Рис.1. Изменение параметра Ah21E при изохронном отжиге (а) и изотермическом отжиге при температуре 200 °С (б), 250 °С (в), 300 °С (г)

эффициент усиления незначительно изменяется. Таким образом, интенсивный отжиг происходит в интервале температур 200-300 °С, что соответствует температуре отжига Л-центров и дивакансий. Из рис. 1,6 видно, что процесс изотермического отжига радиационных дефектов при температуре 200 °С идет монотонно и достаточно медленно. При температуре отжига 250 °С (рис.1,в) и 300 °С (рис.1,г) на начальном участке наблюдается резкое ускорение процесса восстановления коэффициента усиления по току (т.е. уменьшение Лй21Е), а затем наступает насыщение. Однако на участке насыщения в интервале 7-12 мин виден всплеск. Аналогичные результаты получены в других работах [3-6]. В частности, в работе [6] для «-канального ДМОП-транзистора, облученного гамма-квантами с суммарной дозой 15 крад (81), установлено, что после 5-10 мин отжига при температуре 250-300 °С всплеск обусловлен кратковременным образованием дефектов на поверхности раздела окись кремния - кремний. По всей вероятности, этим можно объяснить всплеск и на зависимостях, полученных в настоящей работе (см. рис.1,в,г).

Таким образом, для облученных гамма-квантами с суммарной дозой 10 Мрад кремниевых СВЧ биполярных транзисторов гигагерцового диапазона процесс восстановления параметра Н21Е при изохронном отжиге имеет ступенчатый характер, интенсивное восстановление параметра происходит в диапазоне температур от 200 до 300 °С. При изотермическом отжиге параметр Н21Е восстанавливает свои значения за 20-25 мин при температуре 300 °С и за 40-45 мин при температуре 250 °С.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 12-07-00506) и проекта № Т3-108 программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ.

Литература

1. Коршунов Ф.П., Богатырев Ю.В., Вавилов В.А Воздействие радиации на интегральные микросхемы. -Минск: Наука и техника, 1986. - 254 с.

2. Таперо К.И., Улимов В.Н., Членов А.М. Радиационные эффекты в кремниевых интегральных схемах космического применения. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. - 304 с.

3. Honniger F. Radiation Damage in Silicon - Defect Analysis and Detector Properties // PhD Dissertation, Physical Department, University of Hamburg, 2007.

4. Kulisek J.A., Blue T.E. Neutron and Proton Radiation Damage and Isothermal Annealing of Irradiated SiC Schottky Power Diodes // AIP Conf. Proc., American Institute of Physics, 2009. - P. 478.

5. Радиационные эффекты в технологии полупроводниковых материалов и приборов / Ф.П. Коршунов, Ю.В. Богатырев, С.Б. Ластовский и др. // Актуальные проблемы физики твердого тела. - 2003. С. 332-364.

6. Ristic G.S, Pejovic M.M., Jaksic A.B. Isothermal and Isochronal Annealing of Gamma Ray Irradiated n-Channel Power VDMOS Transistors // Facta Universities of NIS. Series: Physics, Chemistry and Technology. - 1999. - Vol. 2. -№ 1. - P. 47-61.

Поступило 3 октября 2013 г.

Петросянц Константин Орестович - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой электроники и наноэлектроники МИЭМ НИУ ВШЭ. Область научных интересов: моделирование полупроводниковых приборов и элементов БИС, САПР элементной базы ЭВА и РЭА.

Кожухов Максим Владимирович - аспирант кафедры электроники и наноэлектроники МИЭМ НИУ ВШЭ. Область научных интересов: моделирование полупроводниковых приборов и элементов БИС при воздействии проникающей радиации. E-mail: includmax@gmail.com

Смирнов Дмитрий Сергеевич - инженер ОАО «НПП «ПУЛЬСАР» (г. Москва). Область научных интересов: радиационная стойкость СВЧ полупроводниковых приборов.

УДК 621.4

Оптимальное управление нагревом диффузионной установки

А.В. Щагин, Йе Тун Тэйн

Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

Для процессов эпитаксии и диффузии необходима стабильность параметров технологического процесса, так как от этого зависит повторяемость характеристик изделий [1—3]. Для повышения производительности установки необходимо сокращать время нагрева и охлаждения насколько это позволяют возможности оборудования.

С этой целью процесс нагрева можно разбить на два этапа. На первом этапе температуру реактора и нагревателя выводят на значение, соответствующее началу диффузии. На втором этапе за минимальное время переводят температуру на рабочее значение для технологического процесса и поддерживают ее с высокой точностью. Процесс вывода температуры на рабочее значение при этом должен быть совершен за минимальное время, так как интервал переходного процесса есть время нестабильности процесса диффузии. Управляющим воздействием является тепловой поток, представляющий собой разность потоков: приходящего от нагревателя и уходящего в окружающую среду.

При рассмотрении динамики системы на втором этапе разность между начальной и конечной температурой относительно невелика. Поэтому при анализе динамики системы на втором этапе можно принять уходящий тепловой поток постоянным. Однако это допущение не подходит для анализа системы на первом этапе, где температура изменяется от комнатной до 1000 °С. В этом случае задача оптимального управления относится к случаю, когда ограничение на управление зависит от состояния системы.