Методы и средства прогнозирования и обеспечения стойкости сегнетоэлектрических запоминающих устройств к воздействию радиационных факторов

• Автор: Орлов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1 Исследование применяемости, технического уровня
и тенденций развития сегнетоэлектрических запоминающих
устройств (СЗУ) отечественного и иностранного производства
1.1 Анализ применяемости СЗУ в космической технике (КТ)
1.2 Принцип работы, материалы и технологии для изготовления СЗУ
1.3 Анализ схемотехники ячеек памяти СЗУ
1.4 Анализ схемотехники СЗУ
1.5 Обоснование и постановка основных задач исследований
Глава 2 Анализ доминирующих механизмов отказов СЗУ
вследствие радиационных эффектов
2.1 Доминирующие радиационные эффекты СЗУ
2.2 Доминирующие отказы периферийных узлов СЗУ
2.3 Анализ доминирующих механизмов сбоев и отказов ячейки СЗУ
2.4 Набор критериальных параметров для оценки стойкости СЗУ
2.5 Выводы
Глава 3 Методические и технические средства
экспериментальных исследований СЗУ
3.1 Методическое обеспечение проведения экспериментальных исследований СЗУ
3.2 Особенности применения имитационных методов
исследований СЗУ на радиационную стойкость
3.3 Технические средства экспериментальных
исследований СЗУ по эффектам мощности дозы
3.4 Технические средства экспериментальных
исследований СЗУ по дозовым эффектам
3.5 Технические средства экспериментальных
исследований СЗУ по одиночным эффектам
3.6 Выводы
Глава 4 Результаты экспериментальных исследований СЗУ
при воздействии ионизирующих излучений
4.1 Результаты экспериментальных исследований СЗУ
при воздействии импульсного ионизирующего излучения
4.2 Результаты экспериментальных исследований СЗУ
при воздействии стационарного ионизирующего излучения
4.3 Результаты экспериментальных исследований СЗУ по одиночным эффектам при воздействии отдельных
заряженных частиц
4.4 Рекомендации по обеспечению высокого уровня
радиационной стойкости СЗУ
4.5 Выводы
Заключение
Список литературы
Список сокращений

Введение
Диссертация направлена на решение важной научно-технической задачи по развитию методов и средств прогнозирования1 и обеспечения радиационной стойкости сегнетоэлектрических запоминающих устройств (СЗУ), имеющей существенное значение для разработки перспективных высоконадежных электронных устройств вычислительной техники и систем управления космического и другого специального назначения, улучшения их функциональных и эксплуатационных характеристик.
Актуальность темы диссертации
Проблема создания современных и перспективных высокоинтеллектуальных систем космической техники (КТ), стойких к воздействию ионизирующего излучения (ИИ), является актуальной и может быть решена на основе применения радиационно-стойкой электронной компонентной базы (ЭКБ), важнейшими представителями которой являются микросхемы запоминающих устройств (ЗУ) [1 -3].
На момент постановки задачи исследований достаточно хорошо изучено радиационное поведение интегральных микросхем ЗУ, выполненных по объемной КМОП технологии (на комплементарных транзисторах металл-окисел-полупроводник - МОП) [4-9]. Установлены основные эффекты и механизмы отказов этих ЗУ и определены предельные уровни их стойкости при воздействии различных радиационных факторов. Уровни бессбойной работы (УБР) КМОП ЗУ, выполненных по объемной технологии, при

импульсных ионизирующих воздействиях (ИИВ), составляет 10 -10 ед/с, а пороги дозовых отказов - 104-105 ед [10]. Однако такие уровни стойкости являются недостаточными для обеспечения требований, предъявляемых к аппаратуре КТ [11].
1 В данной работе под понятием прогнозирование понимается предвидение технического
результата на основе расчетно-экспериментального моделирования радиационных
реакций СЗУ

заданы требования по стойкости к воздействию специальных внешних воздействующих факторов по ГОСТ РВ 20.39.305-98, поэтому анализ возможности применения в КТ СЗУ ИП должен быть критичным, основанным на положительных результатах партионных испытаний СЗУ ИП, проведенных в Российской Федерации предприятиями, аттестованными в установленном порядке, и нельзя идеализировать их характеристики на основе рекламной информации, в том числе и при закупке кристаллов СЗУ ИП для дальнейшего их корпусирования на отечественных предприятиях и последующих поставок для комплектации изделий КТ.
4. Вопросу исследования радиационного поведения СЗУ до сегодняшнего момента не уделялось достаточное внимание. Представленные в литературе и научных работах данные практически не систематизированы, что не позволяет прогнозировать радиационное поведение СЗУ. Проведенный анализ проблемной ситуации позволяет констатировать отсутствие к началу диссертационной работы достаточной информации о радиационных эффектах, характеризующих технологию СЗУ, а также процессов, происходящих в сегнетоэлектрических слоях СЗУ при воздействии ионизирующего излучения. В результате были определены цель и основные научно-технические задачи диссертации.
5. До настоящего времени нет обоснования применимости существующих методик проведения радиационных испытаний по отношению к СЗУ; требуется разработка новых или адаптация существующих методических и технических средств радиационного эксперимента для СЗУ.