Конверсионная модель эффекта низкой интенсивности в биполярных интегральных микросхемах космического назначения

• Автор: Бакеренков, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил.

СПИСОК ТЕРМИНОВ И СОКРАЩЕНИЙ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ФИЗИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И МЕТОДИК ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭФФЕКТА Р1ИЗКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ В БИПОЛЯРНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ
МИКРОСХЕМАХ
1.1 Эффект низкой интенсивности в биполярных микросхемах
1.2 Механизмы и модели
1.3 Технологические факторы
1.4 Радиационные испытания на эффект низкой интенсивности
1.5 Выводы
ГЛАВА 2. РАСЧЕТ ТОКА ПОВЕРХНОСТНОЙ РЕКОМБИНАЦИИ В БИПОЛЯРНЫХ МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ СТРУКТУРАХ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ИОНИЗИРУЮЩЕГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
2.1 Основные допущения
2.2 . Расчет удельной плотности тока поверхностной рекомбинации
2.3 Обсуждение результатов
2.4 Выводы
ГЛАВА 3. ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭФФЕКТА НИЗКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ
3.1 Общие положения и основные допущения
3.2 Конверсионная модель эффекта низкой интенсивности
3.3 Проверка модели
3.4 Степенная функция отклика
3.5 Выводы
ГЛАВА 4. АППАРАТУРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ
ПРИБОРОВ
4.1 Назначение измерительного устройства
4.2 Структурная схема измерительного устройства
4.3 Управление измерительным устройством
4.4 Функциональная схема измерительного устройства
4.5 Цифровой блок управления
4.6 Модуль цифроаналогового преобразования
4.6.1 Схема электрическая принципиальная
4.6.2 Калибровка цифроаналогового преобразователя
4.6.3 Управление модулями цифроаналогового преобразования
4.7 Модуль аналогово-цифрового преобразования
4.7.1 Электрическая принципиальная схема. Методика
калибровки
4.7.2 Управления модулем аналогово-цифрового
преобразования
4.8 Методика измерения токов
4.8.1 Принципиальная электрическая схема измерительного
канала
4.8.2 Калибровка датчиков тока
4.8.3 Функция измерения тока
4.8.4 Управление опорным напряжением термостабилизации датчиков
тока
4.8.5 Система защиты от перегрузки
4.9 Управление коммутацией
4.9.1 Коммутатор II измерительной платы
4.9.2 Плата коммутации, коммутатор III
4.10 Система стабилизации температуры
4.10.1 Назначение и принцип действия системы стабилизации температуры
4.10.2 Управление устройствами термостабилизации
4.10.3 Временные характеристики системы стабилизации температуры
4.11 Выводы
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИАЦИОННОЙ ДЕГРАДАЦИИ БИПОЛЯРНЫХ ПРИБОРОВ
5.1 Радиационные отказы операционных усилителей
5.2 Радиационно-чувствительные параметры операционных усилителей. Электрические режимы облучения при радиационных испытаниях
5.3 Стандарты измерения параметров операционных усилителей
5.4 Техника применения методики измерения напряжения смещения нуля
операционных усилителей при радиационных испытаниях
5.5 Техника применения методики измерения входных токов
операционных усилителей при радиационных испытаниях
5.6 Техника одновременного измерения напряжения смещения нуля,
входных токов и тока потребления операционных усилителей в едином измерительном устройстве
5.7 Рекомендации по повышению качества результатов радиационных испытаний биполярных ОУ
5.8 Методика измерения электрических параметров компараторов
5.9 Экспериментальные исследования радиационной стойкости
интегральных биполярных операционных усилителей, компараторов и дискретных транзисторов
5.10 Высокотемпературное облучение
5.11 Выводы
Скорость поверхностной рекомбинации {Ту получается интегрированием вероятности рекомбинации по всем ловушкам в запрещенной зоне:
(.Ес-Е,)/кТ
г нр — У1
из = ОГ - - (^)), (2.9)
где <т„ - сечение захвата носителя ловушкой; у7- - тепловая скорость носителей; Д, - плотность поверхностных состояний на границе раздела пассивирующий окисел-база; Е, - уровень ловушек; Е13 - уровень середины запрещенной зоны; п, - собственная концентрация носителей.
Рекомбинация максимальна в тех областях, где концентрация носителей много больше равновесного значения. Для этого случая можно показать, что
£/,=^-Ъ£Мп
«5+ Л
где £0 = 2сг^т£)„кТ - удельная скорость поверхностной рекомбинации.
(2.10)
Поверхностная концентрация электронов и дырок получается из граничного условия Шокли:
(2.11)
р5=МАе"'*' (2.12)
Для малого уровня инжекции (пз«рз) соотношение (2.10) преобразуется
к виду
= (2лз)
(Рт
Подставляя (2.8) и (2.13) в (2.7), получаем дифференциальное уравнение для поверхностной концентрации электронов:
_ г с12пч Фо+фР
ФпЬ0-ТТ = 5о— '«5. (2.14)
ау <рт
Вводя понятие поверхностной диффузионной длины Д., можно записать