Методы и средства исследования радиационных эффектов в интегральных схемах запоминающих устройств с использованием локального воздействия

• Автор: Яненко, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Введение
Диссертация направлена на решение важной научнотехнической задачи по оценке,, прогнозированию и обеспечению радиационной стойкости интегральных схем оперативных запоминающих устройств ОЗУ при воздействии ионизирующих излучений ИИ искусственного и естественного происхождений, имеющей существенное значение для построения высоконадежных электронных устройств систем управления военного, космического и другого специального назначения, улучшения.их функциональных и эксплуатационных характеристик.

Актуальность

Важность и актуальность темы диссертации отражена в «Основах политики Российской федерации в области развития электронной компонентной базы на период до года и дальнейшую перспективу», утвержденных Президентом Российской Федерации , в соответствии с которыми создание радиационно-стойкой электронной компонентной базы отнесено к одной из приоритетных задач в области ее дальнейшего развития при разработке, производстве и применении в стратегически значимых системах. Состояние исследований по проблеме. Вопросам моделирования, оценки и прогнозирования радиационной стойкости БИС ОЗУ посвящены многочисленные работы к. Полякова И. В. (ОАО «НПП «Сапфир») [-], Калинина A. B., к. Машевича П. Р. [9], Романова A. A. (ОАО «Ангстрем»), к. Герасимова Ю. М;, к. Григорьева Н. Г. (МИФИ) и других специалистов [4, 5, -]. В трудах д. Петросянца К. О. и к. Харитонова И. А. [-] (МИЭМ) были разработаны методы электрического моделирования и предложены SPICE-модели сбоев отдельных ячеек памяти. Отдельные вопросы по развитию методических и технических средств контроля параметров БИС ЗУ в процессе радиационного эксперимента на моделирующих установках (МУ) предложены к. Калашниковым O. A. (МИФИ) [-], к. Фигуровом B. C. и Емельяновым В. В. (ФГУП «НИИП») [-]. Глубокий функциональный контроль микросхем памяти сравнительно большой информационной емкости, в том числе, по критерию сохранности информации при испытаниях на МУ, как правило, не проводился, так как это было сопряжено с техническими трудностями дистанционного контроля в процессе облучения. Поэтому показатели радиационной стойкости БИС ОЗУ, определенные по результатам традиционных радиационных испытаний на МУ, характеризовались недостаточно высокой информативностью. Имитационные методы радиационных испытаний (физические модели полупроводниковых элементов, методики и первые результаты имитационных испытаний) интегральных микросхем были развиты в работах д. Скоробога-това П. К. [], д. Никифорова А. Ю. [-, , ], д. Чумакова А. И. [-], к. Барбашова В. М. [], к. Калашникова 0,А. Согояна A. B. [, ] (МИФИ), что обеспечило повышение объема испытаний, увеличения информативности функционального и параметрического контроля интегральных микросхем по сравнению с испытаниями па моделирующих установках. В работе Киргизовой A. B. [] (МИФИ) было развиты методические и технические средства и проведено исследование радиационного поведения специальных радиационно-стойких КМОГ1 КНС ОЗУ в зависимости от реяшма работы и влияния записанного информационного кода на уровень сохранности информации с целью повышения сбоеустойчивости этого класса ИС при воздействии импульсного ионизирующего излучения. БИС ОЗУ проводилась для ограниченного (как правило, только статический режим хранения и выборки данных) режимов функционирования БИС ОЗУ. Таким образом, к началу диссертационной работы методики и средства идентификации наиболее чувствительных элементов и узлов ИС ОЗУ, определяющих уровни доминирующих радиационных отказов и сбоев в ИС ОЗУ с учетом проявления интегральных эффектов «просадки» питания при импульсном, стационарном ИИ и воздействии отдельных ядерных частиц были проработаны недостаточно, что является заметным препятствием на пути выработки рекомендаций по повышению их радиационной стойкости. Имеющиеся на момент начала работы аппаратно-программные средства эксперимента не обеспечивали возможности полноценного автоматизированного управления (в том числе и дистанционного для применения на моделирующих установках), ^функционального контроля и диагностирования их элементов и функциональных узлов на стойкость ко всем доминирующим радиационным эффектам (объемной и поверхностной ионизации, эффектам от отдельных ядерных частиц). Целью диссертации является повышение эффективности существующих и разработка новых научно обоснованных методических и технических средств оценки показателей радиационной стойкости элементов и функциональных узлов БИС ОЗУ с помощью локального радиационного воздействия. Достижение данной цели позволит уточнить модели радиационных отказов и сбоев БИС ОЗУ, выявлять элементы и узлы, а также радиационные эффекты, определяющие радиационную стойкость микросхем памяти. БИС ОЗУ с помощью методик локального радиационного воздействия (средства воздействия, контроля параметров и алгоритмы функционального контроля БИС ОЗУ).