Разработка средств автоматизации проектирования комплементарных микросхем с учетом статических видов радиации космического пространства

• Автор: Ачкасов, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ И ИХ ВОЗМОЖНОСТИ ПО

УЧЕТУ КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

1.1. ВИДЫ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ ФАКТОРОВ КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА И РАДИАЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ В КОМПЛЕМЕНТАРНЫХ МИКРОСХЕМАХ

1.2. Анализ состояния средств автоматизации проектирования

МИКРОЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ КОСМИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

1.3. Проблемы моделирования воздействия космического

ИЗЛУЧЕНИЯ НА ЭЛЕМЕНТНУЮ БАЗУ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

2. МЕТОДИКА, СТРУКТУРА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ОБОСНОВАНИЕ ТИПОВЫХ БАЗОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАДИАЦИОННЫХ ЭФФЕКТОВ ФАКТОРОВ КОСМИЧЕСКОГО

ПРОСТРАНСТВА В САПР СКВОЗНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОМПЛЕМЕНТАРНЫХ

МИКРОСХЕМ.
2.1. Методика автоматизированного проектирования
МИКРОЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ СТОЙКОЙ К ВОЗДЕЙСТВИЮ КОСМИЧЕСКОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ.
2.2 Структура проблемноориентированного программного ОБЕСПЕЧЕНИЯ.
2.3. Определение базовых критериальных элементов и
ИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ.
2.4. Расчет дозы при воздействии факторов
КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНС ТВА
Выводы.
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ
ИОНИЗАЦИОННЫХ ЭФФЕКТОВ В КМОПИЗДЕЛИЯХ В
САПР СКВОЗНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ.
3.1. Общая методология моделирования радиационноиндуцированного накопления заряда в диэлектрике
МОПТРАНЗИСТОРА С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ ПОЛЕВОЮ ОКСИДА.
3.2. Моделирование накопления заряда в подзагвор юм
ДИЭЛЕКТРИКЕ ТРАНЗИСТОРА.
3.3. Моделирование накопления заряда в диэлектрике паразитного
транзистора, ОБРАЗОВАННОГО НОЛЕВЫМ ОКСИДОМ НА ПЕРИФЕРИИ
ОС В1ЮГО КАНАЛЬНОГО ТРАНЗИСТОРА
3.4. Моделирование статических видов радиации на
СХЕМОТЕХНИЧЕСКОМ И ФУНКЦИОНАЛЬНОЛОГИЧЕСКОМ УРОВНЯХ
4. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ, ИНТЕГРАЦИИ В САПР СКВОЗНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ РАЗРАБОТАННЫХ СРЕДСТВ.
4.1. Структура, особенности построения разработанных средств и их интеграция в САПР СКВОЗНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ МИКРОСХЕМ.
4.2. Оценка точности и эффективности разработанных средств
4.3. Методическое обеспечение и результаты внедрения.
ЛИТЕРАТУРА


Таким образом, на функционирование РЭА КА воздействует много различных факторов, каждый из которых может вызвать сбой или отказ всей системы, и в общем случае необходимо принимать во внимание все действующие факторы, однако влияние двух первых из перечисленных выше факторов (ионизирующее излучение и космическая плазма) доминирует. В настоящей диссертационной работе будут рассмотрены эффекты, вызванные действием проникающей радиации КП. По этой причине радиационные условия в космическом пространстве следует рассмотреть несколько подробнее. ГКЛ). Оценке радиационной обстановки в околоземном космическом пространстве уделялось значительное внимание уже с первых лет освоения космического пространства. На базе наборов данных, полученных с ряда спутников, были построены различные модели, описывающие радиационную обстановку [-]. Вследствие того, что все области радиационного окружения непрерывно изменяются, ни одна из существующих моделей не является полностью всеохватывающей. В настоящее время общепризнанными являются модели РПЗ АЕ-8 (АЕ-8ппп, АЕ-8тах) и АР-8 (АР-8тт, АР-8тах) [], которые описывают распределения электронов и протонов для минимума и максимума солнечной активности. В данных моделях даются пространственные распределения электронов с энергией 0,1- МэВ и протонов с энергией 0,1-0 МэВ. Ощутимый вклад для некоторых орбит КА в суммарную поглощенную дозу могут давать потоки протонов СКЛ, которые в общем случае сложно прогнозировать [-]. Это связано с тем, что возникновение солнечных вспышек носит случайный характер, и вследствие этого такие характеристики СКЛ, как потоки заряженных частиц и энергетические спектры, сильно варьируются от вспышки к вспышке. В результате солнечных вспышек происходит, как правило, выброс высокоэнергетических солнечных частиц, состоящих преимущественно из протонов с небольшим содержанием альфа-частиц (5- %) и более тяжелых ядер от углерода до никеля (с преобладанием кислорода) с энергией 1-0 МэВ/нуклон. Потоки СКЛ появляются эпизодически, а их интенсивность может достигать величин, превосходящих на многие порядки потоки ГКЛ. В большинстве случаев максимальная энергия ускоренных частиц не превышает МэВ/нуклон. Такие вспышки происходят довольно часто (в годы солнечной активности примерно 1 раз в неделю). МэВ/нуклон. В еще более редких событиях, раз в год, частицы получают энергию до 1 ГэВ. Особенно мощные события, возникающие 2-4 раза за -летний цикл солнечной активности, характеризуются очень большими потоками ускоренных частиц, максимальные энергии которых достигают ГэВ и выше. Магнитосфера Земли существенно экранирует протонный поток для низких орбит и при малых углах наклонения, вследствие чего для низких орбит остаются только протоны с высокими энергиями. Ионы более тяжелых элементов, входящие в состав СКЛ, в общем случае не дают существенного вклада в суммарную величину поглощенной дозы. Однако они могут вызывать возникновение сбоев и отказов за счет эффектов от отдельных ядерных частиц. При оценке этих эффектов необходимо иметь интегральные энергетические спектры протонов и спектры линейных потерь энергии (ЛПЭ) для ионов. Галактические космические лучи не дают заметно вклада в суммарную поглощенную дозу (менее нескольких рад за год). Однако они являются причиной возникновения в микросхемах эффектов от отдельных ядерных частиц. Состав ГКЛ изучен довольно подробно. Сейчас известны не только потоки групп ядер в различных диапазонах энергий, но и относительное процентное содержание отдельных ядер. Ядерная компонента ГКЛ разбивается на пять групп: протоны, альфа-частицы, Ь-группа (легкие ионы с атомными номерами Ъ = 3-5), М-группа (средние ионы Ъ = 6-9) и Н-группа (тяжелые ионы Ъ > ) [-]. Интенсивность различных групп ядер в области релятивистских энергий изучена достаточно хорошо. Изменение интенсивности ГКЛ с фазой солнечного цикла называют -летней вариацией космических лучей. Величина ее для разных энергий различна. Так, например, для Е ~ 0 МэВ она достигает - %, в то время как для Е > 2 ГэВ ее величина не превышает 1-3 %. Отличия ЛПЭ-спектров ТЗЧ ГКЛ для разных орбит несущественны.