Разработка средств моделирования тепловых и термомеханических эффектов, обусловленных радиацией, в САПР микроэлектронных устройств

• Автор: Авсеева, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Содержание
1. Анализ методов моделирования радиационного воздействия на конструкцию микроэлектронных устройств и постановка задачи
1.1. Методология оценки стойкости изделий микроэлектроники в соответствии с ГОСТ Климат7.
1.2. Воздействие рентгеновского излучения с большой степенью поглощения на конструкцию микроэлектронного устройства

1.3. Анализ моделей расчета тепловых и термомеханических эффектов

и средств учета их в САПР микроэлектронных устройств

1.4. Цель и задачи исследования.

2. Математические модели расчета тепловых и термомеханических эффектов, возникающих в конструкции микроэлектронного устройства при воздействии рентгеновского излучения

с большой степенью поглощения.

2.1 Динамическая модель процессов, возникающих в

конструкции микроэлектронного устройства при воздействии рентгеновского излучения с большой степенью поглощения
2.2. Прогнозирование тепловых эффектов
2.3. Прогнозирование термомеханических эффектов.
2.4. Методика расчета стойкости микроэлектронных устройств
к воздействию излучения с большой степенью поглощения.
3. Разработка алгоритмического, информационного и проблемноориентированного программного обеспечения расчета тепловых
и термомеханических эффектов.
3.1. Общий алгоритм расчета тепловых и термомеханических
эффектов
3.2. Структура программного обеспечения расчета тепловых
и термомеханических эффектов
3.3. Информационное обеспечение расчета тепловых
и термомеханических эффектов
4. Результаты прогнозирования и оценка эффективности
программных средств.
4.1. Комплекс программ расчета стойкости микроэлектронных устройств к тепловым и термомеханическим эффектам.
4.2. Результаты расчета тепловых и термомеханических эффектов для различных конструкций корпусов изделий микроэлектроники
и рекомендации по их проектированию
4.3. Оценка эффективности разработанных средств, внедрение средств прогнозирования и разработка методического обеспечения
Заключение.
Список использованных источников


Научные результаты и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях и семинарах, в том числе: на Международной конференции и российской научной школе «Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий» (Сочи, ); Российской конференции "Радиационная стойкость электронных систем (Стойкость )" (Москва, ); Международной конференции и российской научной школе «Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий» (Сочи, ); Международной конференции «Проблемы функционирования, стабилизации и устойчивости развития предприятий лесопромышленного комплекса в новом столетии» (Воронеж, ). Публикации результатов работы. По теме диссертации опубликовано печатных работ, из них 4 в соавторстве, где автору принадлежит более % материала. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников. Материал диссертации изложен на 5 страницах, включая иллюстрации. Изделия микроэлектроники широко применяются в различных условиях эксплуатации, включая космическое пространство, АЭС и т. Для оценки качества изделий электронной техники (ИЭТ) разработан комплекс государственных стандартов (КГС) «Климат-7», который в настоящее время претерпел значительные изменения и уточнения. Основной платформой для создания нового комплекса стандартов послужило уточнение требований к радиационной обстановке, обусловленное переходом спутников на более отдаленные орбиты, освоением дальнего космического пространства, организацией долговременных космических экспедиций в пределах солнечной системы и вне нее. В результате в КГС были введены новые виды ионизационных излучений такие, как тяжелые заряженные частицы и галактические лучи, характерные для космического пространства. Вместе с введением новых видов радиационного воздействия были внесены дополнительные требования к традиционным видам ионизирующего излучения. В предыдущих КГС в качестве критериев использовались экспозиционная доза, мощность дозы и флюэнс излучения в месте расположения облучаемого прибора. Задание амплитудно-временных характеристик ИИ однозначно устанавливает не только значение максимальной мощности дозы, но и ограничивает продолжительность набора дозы. Комплекс государственных стандартов при прогнозировании относительной эффективности действия различных видов ИИ на МУ рекомендует в качестве первичных критериев использовать величины удельной поглощенной энергии ИИ, затраченной на ионизацию и структурные повреждения в чувствительном объеме полупроводниковых приборов. Переход на субмикронныс и наномикронные технологии привел к возникновению еще одной проблемы: с уменьшением размеров базовых элементов и, соответственно, кристалла увеличивается чувствительность МУ к внешним воздействующим факторам, в частности к отдельным ядерным частицам и частицам космического пространства, что приводит к возникновению одиночных событий. Кроме того, увеличение степени интеграции приводит к увеличению площади кристаллов, что отрицательно сказывается на проявлении тепловых и термомеханических эффектов. Наравне с введением новых совершенствуется технологический процесс традиционной КМОП технологии, что приводит к более детальному изучению поведения изделий микроэлектроники при воздействии совокупности нескольких видов ионизирующих излучений. Испытания на стойкость к радиационному воздействию КМОП транзисторов и интегральных микросхем (ИС) обычно проводились при комнатной температуре. Однако во время эксплуатации условия окружающей среды могут сильно изменятся. Кроме того, исследование влияния температуры при облучении способствует пониманию механизмов деградации подзатворного оксида. Так, некоторые результаты таких экспериментов трудно объяснить с помощью распространенной водородной модели. МУ. Этот момент был учтен в новом КГС. Известно, что радиационные воздействия позволяют активизировать скрытые дефекты, образующиеся в технологическом процессе, и различные влияния внешних факторов на него. Радиационная стойкость является информативным показателем качества изделий и стабильности техпроцесса. Поэтому необходимо введение радиационного мониторинга технологического процесса - систематического оперативного контроля обеспечиваемого уровня и стабильности параметров радиационной стойкости (на тестовых структурах и рабочих пластинах). Таким образом, открытие новых радиационных воздействий, изменение условий воздействия традиционных видов излучений, а также изменение технологического процесса повлекло за собой появление новых стандартов контроля изделий и систем качества.