Заключение кафедры (1091013)
Текст из файла
Актуальность проблемы. Диссертационная работа посвящена развитию методов диагностики электрофизических параметров элементов хранения энергонезависимой памяти. Запоминающие устройства, созданные по технологии хранения заряда ~Паап-память), являются наиболее активно развивающимся сегментом рынка микроэлектроники. Ячейка Паап-памяти хранит данные в виде заряда на плавающем затворе. Логическое состояние ячейки памяти определяется значением тока протекающего от истока к стоку.
В свою очередь ток стока зависит от порогового напряжения управляющего затвора, которое является аналоговой функцией заряда, сохраняемого на плавающем затворе. Аналоговые характеристики преобразуются в периферийных цепях. Утечка или переизбыток электронов на плавающем затворе может привести к потере данных. Ни один другой элемент интегральной микросхемы (ИМС) так не чувствителен к низким уровням диэлектрической утечки ~менее 10-23А).
На степень надежности ячейки памяти оказывают влияние дефекты различного рода. Каждый из дефектов вносит свой вклад в деградационные процессы, протекающие в ячейке памяти, что в итоге приводит к изменениям выходных электрофизических характеристик элемента хранения. На надежность постоянных запоминающих устройств (ПЗУ) с субмикронной топологией влияние оказывают скрытые электрофизические явления„протекающие в ячейках памяти во время эксплуатации. Определение физических механизмов, приводящих к отказу ПЗУ, выходит на первый план в процессе увеличения выхода годных изделий и улучшения показателей надежности функционирования элементов ПазЬ-памяти. Миниатюризация ячеек памяти, уменьшение количества размещенного на плавающем затворе заряда и другие факторы требуют применения в технологии анализа отказов методов диагностики, возможности которых позволяют оценить поверхностный потенциал, вольт-фарадные и вольтамперные характеристики заданной области интереса с требуемой чувствительностью и пространственным разрешением.
Для повышения качества производства элементов памяти ~выход годных), улучпгения их эксплуатационных характеристик, стимулирования новых разработок в сфере устройств хранения данных необходимо развитие методов диагностики электрофизических параметров элементов хранения энергонезависимой памяти на протяжении их жизненного цикла, позволяющих определять дефекты и исследовать особенности протекания деградационных процессов в ячейках памяти ИМС. Цель диссертационной работы. Целью работы является развитие методов исследования электрофизических параметров МДП-структур с субмикронным разрешением для локализации и диагностики дефектов в элементах хранения энергонезависимой памяти.
Ук~занная цель достигается решением в работе следующих задач: 1. Провести анализ элементной базы запоминающих устройств ИМС; 2. Провести анализ причин возникновения отказов в элементах энергонезависимой памяти; 3. Дать оценку возможности применения существующих методов СЗМ в диагностике электрофизических параметров элементов хранения энергонезависимой памяти: 4. Исследовать методом контактной сканирующей емкостной микроскопии высокочастотные вольт-фарадные характеристики МДП структур; 5. Провести исследования поверхностного потенциала МДП-структур методом зонда Кельвина; б. Разработать механизм комплексной диагностики дефектов элементов хранения энергонезависимой памяти на основе методов СЗМ.
Обоснованность и достоверность полученных результатов подтверждаются проведенными экспериментальными исследованиями, согласованностью их результатов с теоретическими данными и отсутствием между ними противоречий, Научнаа новизна работы.
1. Впервые проведены комплексные исследования электрофизических параметров ячеек энергонезависимой памяти методами СЗМ, 2. На основе анализа экспериментальных данных установлено: -соответствие между высокочастотными вольт-фарадными и вольтамперными характеристиками элементов хранения энергонезависимой памяти'„ - соответствие между уровнем поверхностного потенциала и зарядом на плавающем затворе элемента хранения энергонезависимой памяти. 3. Определена чувствительность МЗК по уровню детектируемого поверхностного потенциала. Практическая значимость. Полученные результаты позволяют использовать их для диагностики дефектов элементов памяти, что способствует, как оптимизации ее эксплуатационных характеристик, так и увеличению процента выхода годных кристаллов при производстве современных ИМС с внутренней памятью.
1. Предложен способ локализации дефектов контактных областей ячеек памяти методом отображения сопротивления растекания. 2. На основе метода контактной сканирующей емкостной микроскопии разработана методика исследования емкостных характеристик МДП- структур. 3. Установлена чувствительность измерения поверхностного потенциала методом зонда Кельвина. Основные положении, выносимые на защиту. 1. Показана возможность диагностики эффектов накопления избыточных основных/неосновных носителей заряда в дефектных элементах хранения энергонезависимой памяти, 2. На основе анализа распределения сигнала, пропорционального дифференциальной емкости, показана возможность диагностики элементов хранения энергонезависимой памяти, подверженных деградационным процессам, с латеральным разрешением 200 нм, разрешением по уровню заряда -1,6~! 0 Кл. 3.
Впервые проведены исследования влияния толщины полупроводника в структуре образца, радиуса кривизны и электрических свойств зонда кантилевера на чувствительность метода КСЕМ. Личный вклад автора. Я провел аналитических обзор состояния рынка полупроводниковых постоянных запоминающих устройств, в результате которого установил, что на сегодняшний день методики по анализу дефектных ячеек памяти совершенно не развиты. Мною была сформулирована идея и решены основные задачи по развитию методов СЗМ. При моем непосредственном участии проведены экспериментальные исследования основных, с точки зрения анализа отказов, параметров ячеек энергонезависимой памяти.
Мною лично получены и сформулированы научные результаты направленные на развитие методов диагностики электрофизических параметров элементов хранения энергонезависимой памяти. Апробации работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на 3 российских и международных конференциях. Публикации по теме диссертации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ в журналах из списка ВАК. Вопросы к соискателю.
Вопрос к.ф.-м.н., доцента В.И. Индришенка: Какое аналитическое оборудование применялось вами для получения корректных экспериментальных данных? Ответ соискатели. В ходе проведения экспериментальных исследований для определения основных технологических параметров объекта исследований и корректного построения его модели на двухлучевой установке С>иап1а 200 30 с помощью фокусированного ионного пучка были выполнены поперечные срезы различных ячеек памяти. Исследование поверхностного потенциала и высокочастотных вольт-фарадных характеристик проведены с помощью метода зонда Кельвина и методики контактной сканирующей емкостной микроскопии соответственно на базе СЗМ ИНТЕГРА производства компании НТ МДТ.
Вопрос к.ф.-м.н. доцента В.А. Вдовенкова: Где конкретно опубликованы основные научные результаты диссертационной работы? Ответ соискатели. По материалам диссертационной работы опубликовано б научных статей в журналах из списка ВАК: 1. Лукичев В.Ф., Шиколенко Ю.Л. Постоянные запоминающие устройства на основе хранения заряда // Нано- и микросистемная техника.
2015. №10(184). С. 42-54. 2. Лукичев В.Ф., Шиколенко Ю.,Л. Современная элементная база запоминающих устройств // Нано- и микросистемная техника. 2015, №11 (184). С. 40-53. 3. Шиколенко Ю.Л., Лапин Д.Г., Антонович А.Н. и др. Электрофизические механизмы, оказывающие влияние на функционирование ячеек 11азп-памяти // Известия Института инженерной физики.
2015. №38 (4). С. 12-17. 4. Лукичев В.Ф., Нестеров С.И., Сергеев Е.В., Шиколенко Ю.Л. Диагностика дефектов ячеек энергонезависимой памяти методом зонда Кельвина // Электронная техника. Серия 2. Полупроводниковые приборы. 2015. №4 (238). С. 5. Шиколенко 10.Л.
Диагностика дефектов ячеек энергонезависимой памяти методикой контактной сканирующей емкостной микроскопии // Наукоемкие технологии. 2016, (в печати) 6. Шиколенко Ю.Л., Лапин Д.Г., Антонович А.Н. Исследование деградационных процессов в ячейках энергонезависимой памяти методикой контактной сканирующей емкостной микроскопии// Нано- и микросистемная техника, 201б. №2 (187). (в печати) Вопрос профессора„д.т.н. А.А. Щуки: Каким образом осуществлялась модификация зондов кантилеверов? Ответ соискателя.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
