Имитационное моделирование логических элементов при воздействии ионизирующего излучения

• Автор: Русановский, Виталий Иванович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 276 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень условных сокращений

Введение

ГЛАВА 1. МЕХАНИЗМЫ ДЕГРАДАЦИИ МОПСТРУКТУР ПРИ

ВОЗДЕЙСТВИИ ИИ

1.1. Воздействие ионизирующего излучения на МОПструктуры

1.1.1. Модели описания накопления РИЗ

1.2. Нейтрализация РИЗ в МОПТ

1.2.1. Модели отжига РИЗ.

1.3. Образование поверхностных состояний.

1.3.1. Роль водорода при образовании поверхностных состояний.

1.4. Прогнозирование работоспособности МОПструктур
Выводы.
ГЛАВА 2. ВОЗДЕЙСТВИЕ ИИ НА ОКИСЕЛ МОПСТРУКТУР
2.1. Численное моделирование образования РИЗ в окислах МОПструктур
2.2. Аналитическое решение системы уравнений непрерывности, описывающих РИЗ.
2.3. Численное решение системы уравнений непрерывности, описывающих РИЗ.
2.4. Анализ полученных результатов.
Выводы.
ГЛАВА 3. ИЗМЕРЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК БИПОЛЯРНЫХ И
МОП ТРАНЗИСТОРОВ ПРИ ОБЛУЧЕНИИ.
3.1. Методы облучения .
3.2. Объекты исследований
3.3. Измерение характеристик элементов ИМС.
3.4. Анализ полученных результатов
Выводы
ГЛАВА 4. РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ
ЭЛЕМЕНТОВ ИМС ПРИ ОБЛУЧЕНИИ
4.1. Расчетные методы определения параметров биполярных структур .
4.2. Расчетные методы определения параметров МОПструктур
4.3. Математическая модель, используемая при моделировании биполярных структур.
4.4. Математическая модель, используемая при моделировании МОП
структур
Выводы .
ГЛАВА 5. МОДЕЛИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ИМС ПРИ ОБЛУЧЕНИИ
5.1. Разделение сдвига порогового напряжения.
5.2. Конверсионная модель.
5.3. Использование конверсионной модели для прогнозирования изменения параметров элементов ИМС при облучении.
5.4. Эффект радиационноиндуцированной нейтрализации заряда
5.5. Использование эффекта радиационноиндуцированной нейтрализации заряда для прогнозирования изменений параметров элементов ИМС при облучении
Выводы
ГЛАВА 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЛЭ И ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ИМС ПРИ ОБЛУЧЕНИИ.
6.1. Зависимости параметров биполярных структур при облучении
6.2. Зависимости параметров МОПструктур при облучении
6.3. Моделирование биполярных ЛЭ
6.4. Моделирование МОП ЛЭ.
6.5. Определение и прогнозирование работоспособности и изменения параметров элементов ИМС при облучении на основе результатов имитационного моделирования биполярных и МОП
Выводы.
СИНТЕЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
ОБОБЩЕННЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ


Принципиальное значение имеет энергетический спектр дефектов окисла []. Во многих работах указаны значения энергетических спектров дефектов окисла (0,6-Н,2)эВ [], (0,8-К2,2)эВ [], (1,1-^2,1)эВ [] и др. Расхождения могут быть связаны с различиями в процессах перезарядки ловушек посредством фононов (при термостимулированном отжиге) и при прямом туннелировании. В [—] представлены результаты теоретического определения энергетического спектра дефектов в 8Ю2. Полученные данные расходятся и зависят в первую очередь от методов расчета. Изменение параметров МОПТ при облучении. При облучении увеличение значения положительного заряда проявляется в сдвиге ВФХ МОП-структур вдоль оси напряжений на затворе. Ое/=С0Аи, (1. С0 - удельная емкость диэлектрика; А и - сдвиг ВФХ. При У^> О сдвиг ВФХ больше, чем при У^< 0. Ох-Хд)Ыох, (1. Ои — плотность заряда на границе диэлектрик-полупроводник. Сг(БЮ2) начинается обратный сдвиг ВАХ, одновременно уменьшается и крутизна характеристики []. Изменение ВАХ МОПТ при облучении происходит вследствие изменения порогового напряжения У^г и крутизны gm при накоплении заряда Оо1 и Qil []. Знак заряда определяется типом полупроводника. В МОПТ с п-каналом БПС заряжены отрицательно, а в МОПТ с р-каналом -положительно. АК/Л=(А^)0/+(Ат)/7, (1. Оо1 в об7»еме диэлектрика; (АVI И) ^ - величина сдвига порогового напряжения обусловленная зарядом БПС. У8 + <рш )[с! Хо + В0,) - 1][1 - ехр( РО)} (1. А Ки )о, = -<у5 + <р,т УФ - ехр(-до)! Vg+%ns)lqNtpf'5, (1. P = yp°podref> (1. К- 0,8 для Al-затвора, К = 0,7 для Au-затвора, К=1 при отсутствии примесей металлов в диэлектрике []. А Vth )it = Я s Fi Ovil )nac t1 - exp(-arD)] IC0X, (1. Cox - емкость диэлекфика под затвором транзистора; spi - уровень Ферми в объеме полупроводника; (AN^)насшт максимальное изменение плотности БПС; а - коэффициент, характеризующий скорость образования БПС. К0 - удельная крутизна; средняя плотность ПС; коэффициент влияния подложки;