vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2018-63-2-244-249vestift-383Research ArticleРАДИОЭЛЕКТРОНИКА И ПРИБОРОСТРОЕНИЕRADIOELECTRONICS AND INSTRUMENT-MAKINGВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ НА ВОЛЬТ-АМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БИПОЛЯРНОГО n–p–n-ТРАНЗИСТОРАINVESTIGATION OF INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL IMPURITIES ON THE I–V CHARACTERISTICS OF THE BIPOLAR n–p–n-TRANSISTORОджаевВ. Б.OdzhaevV. B.

Оджаев Владимир Борисович – доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой.

пр. Независимости, 4, 220030, Минск.

Vladimir B. Odzhaev – D. Sc. (Physics and Mathematics), Professor, Head of the Department.

4, Nezavisimosti Ave., 220030, Minsk.

odzaev@bsu.byПанфиленкоА. К.PanfilenkoA. K.

Панфиленко Анатолий Кузьмич – главный инженер.

ул. Казинца, 121а, 220108, Минск.

Anatoliy K. Panfilenko – Chief Engineer. 

121a, Kazinets Str., 220108, Minsk.

office@integral.byПетлицкийА. Н.PyatlitskiA. N.

Петлицкий Александр Николаевич – кандидат физико- математических наук, директор центра.

ул. Казинца, 121а, 220108, Минск.

Alyaxandr N. Pyatlitski – Ph. D. (Physics and Mathematics), Director of the Center.

121a, Kazinets Str., 220108, Minsk.

petan@tut.byПросоловичВ. С.ProsolovichV. S.

Просолович Владислав Савельевич – кандидат физикоматематических наук, доцент, заведующий лабораторией.

пр. Независимости, 4, 220030, Минск.

Vladislav S. Prosolovich – Ph. D. (Physics and Mathematics), Assistant Professor, Head of the Laboratory.

4, Nezavisimosti Ave., 220030, Minsk.

prosolovich@bsu.byШведовС. В.ShvedauS. V.

Шведов Сергей Васильевич – директор филиала.

ул. Казинца, 121а, 220108, Минск.

Sergey V. Shvedau – Director of Design Center.

121a, Kazinets Str., 220108, Minsk.

office@bms.byФилипеняВ. А.FilipenyaV. A.

Филипеня Виктор Анатольевич – ведущий инженер.

ул. Казинца, 121а, 220108, Минск.

Victor A. Filipenya – Leading Engineer.

121a, Kazinets Str., 220108, Minsk.

office@bms.byЯвидВ. Ю.YavidV. Yu.

Явид Валентин Юльянович – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник.

пр. Независимости, 4, 220030, Минск.

Valentin Yu. Yavid – Ph. D. (Physics and Mathematics), Senior Researcher.

4, Nezavisimosti Ave., 220030, Minsk.

yavid@bsu.byЯнковскийЮ. Н.YankovskyYu. N.

Янковский Юрий Николаевич – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник.

пр. Независимости, 4, 220030, Минск.

Yury N. Yankovsky – Ph. D. (Physics and Mathematics), Leading Researcher.

4, Nezavisimosti Ave., 220030, Minsk.

yankouski@bsu.byБелорусский государственный университет.Belarusian State University.Открытое акционерное общество «ИНТЕГРАЛ» – управляющая компания холдинга «ИНТЕГРАЛ».JSC “INTE- GRAL” – “INTEGRAL” Holding Managing Company.201803072018632244249Copyright © Оджаев В.Б., Панфиленко А.К., Петлицкий А.Н., Просолович В.С., Шведов С.В., Филипеня В.А., Явид В.Ю., Янковский Ю.Н., 20182018Оджаев В.Б., Панфиленко А.К., Петлицкий А.Н., Просолович В.С., Шведов С.В., Филипеня В.А., Явид В.Ю., Янковский Ю.Н.Odzhaev V.B., Panfilenko A.K., Pyatlitski A.N., Prosolovich V.S., Shvedau S.V., Filipenya V.A., Yavid V.Y., Yankovsky Y.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/383

Загрязнение монокристаллического кремния технологическими примесями в процессе изготов- ления приборов оказывает существенное влияние на электрофизические характеристики биполярных n–p–n-тран- зисторов. Выявление причин лабильной воспроизводимости основных характеристик биполярных планарных n–p–n-транзисторов является актуальным с целью установления факторов, определяющих надежность и стабильность эксплуатационных параметров интегральных микросхем. Исследованы вольт-амперные характеристики различных партий биполярных n–p–n-транзисторов, изготовленных по эпитаксиально-планарной технологии по аналогичным технологическим маршрутам, при идентичных используемых технологических материалах, однако в различное время. Установлено, что электрофизические характеристики биполярных n–p–n-транзисторов существенным образом зависят от содержания технологических примесей в материале подложки. Наличие высокой концентрации генерационно-рекомбинационных центров, связанных с металлическими примесями, приводит как к увеличению обратного тока через переход коллектор–база транзисторов, так и к существенному снижению напряжения пробоя коллек- торного перехода. Наиболее вероятной причиной ухудшения электрофизических параметров биполярных n–p–nтранзисторов является загрязнение материала технологическими примесями (такими, как Fe, Cl, Ca, Cu, Zn и др.) во время производственного процесса изготовления приборов. Источниками загрязнений могут служить как детали и узлы технологических установок, так и используемые материалы и реактивы.

Contamination of the monocrystal silicon with technological impurities in the devices fabrication process exerts a considerable influence on the electro-physical characteristics of the bipolar n–p–n-transistors. Revelation of the causes of the labile reproducibility of the basic characteristics of the bipolar planar n–p–n-transistors is vital for the purpose of establishing the factors, determining reliability and stability of the operational parameters of the integrated circuits. There were investigated I–V characteristics of the various lots of the bipolar n–p–n-transistors, fabricated under the epitaxialplanar technology as per the similar process charts with the identical used technological materials, however, at different times. It is established that the electro-physical characteristics of the bipolar n–p–n-transistors substantially depend on the contents of the technological impurities in the substrate material. Availability of the high concentration of the generation-recombination centers, related to the metallic impurities, results both in increase of the reverse current of the collector – base junction of the transistors and the significant reduction of the breakdown voltage of the collector junction. The most probable cause of deterioration of the electro-physical parameters of the bipolar n–p–n-transistors is the material contamination with the technological impurities (such, as Fe, Cl, Ca, Cu, Zn and others) during the production process of the devices fabrication. The sources of impurity may be both the components and sub-assemblies of the technological units and the materials and reagents under usage.

вольт-амперные характеристикиобратный ток p–n-переходанапряжение пробоя p–n-пере- ходабиполярный транзистортехнологические примесиI–V characteristicsreverse current of the p–n-junctionbreakdown voltage of the p–n-junctionbipolar transistortechnological impuritiesReferencesВлияние технологических примесей на электрофизические параметры МОП-транзистора / В. Б. Оджаев [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. фіз.-тэхн. навук. − 2014. − № 4. − С. 14−17.Odzhaev V.B., Petlitskii A. N., Prosolovich V. S., Turtsevich A. S., Shvedov S. V., Filipenya V. A., Chernyi V. V., Yavid V. Yu., Yankovskii Yu. N., Dubrovskii V. A. The influence of technological impurities on the electrophysical parameters of a MOS transistor. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya fizika-technichnych navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series, 2014, no. 4, pp. 14−17 (in Russian).Челядинский, А. Р. Дефектно-примесная инженерия в имплантированном кремнии / А. Р. Челядинский, Ф. Ф. Комаров // Успехи физ. наук. − 2003. − Т. 173, № 8. − С. 813–846. https://doi.org/10.3367/UFNr.0173.200308b.0813Chelyadinskii A. R., Komarov F. F. Defect-impurity engineering in implanted silicon. Physics-Uspekhi (Advances in Physical Sciences), 2003, vol. 46, pp. 789–820. https://doi.org/10.1070/PU2003v046n08ABEH001371Surface analysis for Si-Wafers using total reflection X-ray fluorescence analysis / W. Berneike [et al.] // Fresenius Z. Anal. Chem. − 1989. − Vol. 333, iss. 4–5. − Р. 524−526. https://doi.org/10.1007/BF00572369Berneike W., Knoth J., Schwenke H., Weisbrod U., Fresnius Z. Surface analysis for Si-Wafers using total reflection X-ray fluorescence analysis. Fresenius Zeitschrift fürAnalytische Chemie, 1989, vol. 333, iss. 4–5, pp. 524−526. https://doi.org/10.1007/BF00572369Зи, С. Физика полупроводниковых приборов : в 2 кн. / С. Зи. – М.: Мир, 1984. – Кн. 1. – 456 с.Sze S. M. Physics of Semiconductor Devices.New Jersey, John Wiley& Sons, 1969. 812 p.Improved device performance by multistep or carbon co-implants / R. Liefting [et al.] //IEEE Trans. Electron Devices. − 1994. − Vol. 41, iss. 1. − P. 50–55. https://doi.org/10.1109/16.259619Liefting R., Wijburg R., Custer J. C., Wallinga H., Saris F. W. Improved device performance by multistep or carbon co-implants. IEEE Transactions on Electron Devices, 1994, vol. 41, iss. 1, pp. 50–55. https://doi.org/10.1109/16.259619Сорокин, Ю. Г. Влияние дислокаций на электрические параметры p-n-переходов / Ю. Г. Сорокин // Труды ВЭИ. – М.: Энергия, 1980. – Вып. 90. – С. 91–101.Sorokin Yu. G. The influence of dislocations on the electrical parameters of p-n junctions. Trudy Vserossiiskogo elektrotekhnicheskogo instituta [Proceedings of the All-Union Electrotechnical Institute]. Moskow, Energiya Publ., 1980, iss. 90, pp. 91–101 (in Russian).Plantinga, G. H. Effect dislocations on the transistors parameters fabricated by shallow diffusion / G. H. Рlantinga // IEEE Trans. Electron Devices. − 1969. − Vol. 16, № 4. − Р. 394–400. https://doi.org/10.1109/t-ed.1969.16763Plantinga G. H. Effect dislocations on the transistors parameters fabricated by shallow diffusion. IEEE Transactions on Electron Devices, 1969, vol. 16, iss. 4, pp. 394–400. https://doi.org/10.1109/t-ed.1969.16763

The authors declare that there are no conflicts of interest present.