Локализации неисправностей

Получить с ПОМОЩЬЮ метода локального окисления кремния ( 1.50). На кремниевой пластине создается двухслойная маска SiO2—Si3N4. Незащищенные места подвергают термическому окислению па глубину около 1 мкм, в результате чего создается слой окисла около

Получить с ПОМОЩЬЮ метода локального окисления кремния ( 1.50). На кремниевой пластине создается двухслойная маска SiO2—Si3N4. Незащищенные места подвергают термическому окислению па глубину около 1 мкм, в результате чего создается слой окисла около

Локальное окисление, В технологии производства ИС применяется процесс частичного окисления подложки кремния, на участках поверхности которой нанесен слой нитрида кремния или поликристаллического кремния. Например, на 4.29 представлен метод локального окисления, называемый LOCOS (local

oxidation of silicon). По методу LOCOS производится окисле ние лицевой поверхности кремниевой подложки, часть поверх «ости которой закрыта слоем SieN^ препятствующим окисле нию. Этот метод широко используется в технологии производства ИС, так как он позволяет не формировать на лицевой поверхности подложки высокую ступеньку. Островки из толстого слоя окисла формируются для взаимной изоляции близко расположенных друг к другу транзисторов. На рисунке показано, что слой окисла на 44% своей толщины опускается глубже раздела Si3N4 — Si. Без слоя Si3N4 получается ступенька примерно в 2 раза большей толщины ( 4.29, в, г). Процесс окисления, показанный на 4.29,6 развивается также под слоем SiaN4. При этом из-за внутренних напряжений в кремний легко проникают дефекты. Искажение формы на краю такого окисла напоминает птичий клюв. Тенденция уменьшения размеров интегральных элементов заставляет принимать во внимание величину этого «птичьего клюва». Имеется множество опробованных на практике путей усовершенствования метода локального окисления, они будут рассмотрены позже (разд. 5.3).

Защитный слой для локального окисления

транзистор, то для сглаживания рельефной структуры, образованной на его лицевой поверхности, широко применяются процессы локального окисления, проводимые после формирования на участке лицевой поверхности слоя SisN4 (см. раздел 4.5), как это показано на 4.48, а и б. Однако в то же самое время происходит внутренняя диффузия примеси, введенной предварительно в структуру; причем на участках, покрытых Si3N4, и на участках, где Si3N4 отсутствует, диффузия протекает по-разному. Этот эффект нельзя не принимать в расчет, имея в виду цель уменьшения глубины диффузии.

4.81. Перемещение границы раздела Si—SiCb при локальном окисле, нии. Граница раздела: 1—во время локального окисления; 2—после локального окисления.

Для процесса локального окисления под углом 45° к границе раздела также проводятся расчеты потока примеси в направлении у. После окисления граница раздела не обязательно проходит через узлы сетки (сплошная линия на 4.81). На этом рисунке белыми кружками показаны новые узлы сетки.

4.82. Результаты численного расчета: а — распределение примеси после ионной имплантации; б — распределение примеси после локального окисления; в — общий вид распределения.

Распределения примеси В сразу после ионной имплантации, а также после локального окисления по результатам вычислений показаны на 4.82, а, бив. Отчетливо видно расширение легированной области в горизонтальном направлении. Указанная выше программа подтвердила свою эффективность на практике при изготовлении различных приборов, которые легко подвергаются контролю, путем моделирования характеристик приборов с последующим сравнением результатов вычислений с экспериментальными данными.

занные выше, трудно повысить плотность интеграции. Емкости переходов и паразитные емкости в этом случае довольно значительны; поэтому при повышении плотности интеграции элементов, быстродействия схемы и уменьшении потребления энергии возникают ограничения. Для преодоления этих ограничений разработана технология, использующая диэлектрическую изоляцию. Примером реализации этой технологии является метод локального окисления, показанный на 5.5 и 5.6 (см. разд. 4.5.5). В этом методе используется тот факт, что S13N4 почти не окисляется. Как видно из 5.6, на участке формирования разделительной области вскрывается слой Si3iN4, далее проводится окисление и на указанном участке наращивается толстый окисный слой.

Необходимость в коррекции ошибок, восстановлении вычислительного процесса и диагностирования неисправностей при современном уровне надежности ЭВМ возникает достаточно редко. Поэтому целесообразно использовать для выполнения этих функций главным образом микропрограммные, а также программные средства в виде корректирующих и диагностических микропрограмм и программ. Однако чтобы эти программы не были чрезмерно сложны, предусматриваются и определенные аппаратурные средства, поддерживающие процедуры восстановления после сбоев и локализации неисправностей.

Диагностические процедуры локализации неисправностей

С целью поиска неисправностей решают задачу диагностики схемы, разрабатывая методы построения совокупности входных воздействий (проверок), достаточной для выявления в схеме ошибок. Эту совокупность проверок называют тестом, для обнаружения (или локализации) неисправностей. Контролирующий тест позволяет установить факт неисправности схемы, а диагностический тест локализует место неисправности. Полным проверяющим тестом называют множество наборов значений входных сигналов, достаточное для проверки правильности работы схемы. Тест называют тупиковым, если удаление из него хотя бы одного набора приводит к нарушению его полноты. Тупиковый тест наименьшей мощности по сравнению с другими тестами для данной схемы называют минимальные.

Формирование контрольно-диагностических тестов осуществляет подсистема моделирования и синтеза тестов (СМиСТ), в которой рассматривается диагностика только отказов, в основном систематических, причины возникновения которых уже установлены. При этом ставится задача разработки тестов для обнаружения факта отказа, определение его типа и локализации. По тестам автоматически строят таблицы неисправностей, после чего осуществляют минимизацию таблиц и самих тестов. На основании минимальных тестов составляют диагностический словарь для локализации неисправностей БИС. Контрольные тесты могут быть использованы для управления измерительными комплексами.

Диагностические процедуры локализации неисправностей

На следующем этапе диагностического процесса подмашина М\ проверяет память микропрограмм — ПЗУ. Используя тесты локализации неисправностей ПЗУ, поступающие в ОЗУ с магнитной ленты, подмашина М\ проверяет правильность работы схем дешифрации адреса ПЗУ, схем считывания информации и содержимого всех ячеек ПЗУ. На этом этапе управление диагностическими процедурами осуществляется информацией, поступающей из ОЗУ, а реализуется специальными схемными средствами системы диагностики. По окончании этапа в диагностирующий комплекс оборудования включается проверенное ПЗУ, в результате чего образуется подмашина М2.

Подмашина М3 проверяет запоминающие элементы (триггеры) процессора. Для этого с магнитной ленты в оперативную память загружаются тесты локализации неисправностей* и последовательно выполняются микропрограммы установки запоминающих элементов в схемах .процессора в состояния, определяемые информацией в оперативной памяти, микропрограммы считывания состояний запоминающих элементов в диагностическую область ОЗУ, и, наконец, микропрограммы сравнения состояний запоминающих элементов с эталонными состояниями (кодами). При этом проверяется установка каждого элемента памяти в 0,1 и снова в 0. Для опроса состояний регистров используются специальные дополнительные связи, предусмотренные для этой цели. В случае успешного завершения этого этапа работоспособная часть машины расширяется за счет включения запоминающих элементов (регистров), образуя подмашину М*.

Из приведенного в настоящем параграфе описания принципа работы системы автоматической диагностики ЦВМ видно, что эта система представляет собой комплекс аппаратных, программных средств и справочных материалов, предназначенных для локализации неисправностей в машине.

Методам построения тестов комбинационных схем посвящено много работ, но лишь немногие из них удобны и эффективны при решении практических задач контроля и локализации неисправностей

Рассмотрим способы поиска и локализации неисправностей. При автоматическом поиске неисправностей система или устройство должны обладать следующими свойствами, являющимися условиями поиска неисправностей:

стью локализации неисправностей (например, с точностью до однргр