ВЛИЯНИЕ ПОВЫШЕННОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ НАБОРА ДОЗЫ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА СТОЙКОСТЬ КМОП МИКРОСХЕМ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

Владислав Д. Калашников, Алексей Ю. Егоров, Армен В. Согоян, Анастасия В. Уланова, Андрей Б. Каракозов, Павел А. Баламутов

Аннотация


В данной работе проведено исследование влияния интенсивности воздействия при наборе дозы на стойкость КМОП интегральных схем (ИС). Исследовано 3 типа микросхем, изготовленных по проектным нормам от 0,8 мкм до 3 мкм, использующихся в различных системах передачи информации: 1586ИН4, HEF4093BT и MC14504B. Исследования проводились с использованием ускорителя электронов У‑31/33, работающего в тормозном режиме (средняя интенсивность воздействия) и режиме генерации пачки электронных импульсов (повышенная интенсивность). В результате исследований установлено, что повышение интенсивности воздействия на четыре порядка может приводить к снижению уровня стойкости ИС до 30 раз. Данное обстоятельство необходимо учитывать при проведении испытаний КМОП ИС на стойкость к воздействию импульсного ионизирующего излучения. Результаты, полученные в представленной работе, подтверждают теоретические представления о влиянии эффектов повышенной интенсивности набора дозы ионизирующего излучения на дозовую стойкость КМОП ИС.


Ключевые слова


безопасность информации, радиационная стойкость, КМОП СБИС, поглощённая доза, интенсивность набора дозы.

Полный текст:

PDF

Литература


1. Никифоров А.Ю. Радиационные эффекты в КМОП ИС // Телец В.А., Чумаков А.И. – М: Радио и связь, 1994. – 165с.

2. Устюжанинов В.Н. Эффекты импульсного облучения цифровых электронных систем // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. 2013.
№ 1. С 50–54. URL: https://elibrary.ru/title_about.asp?id=25748 (дата обращения: 01.08.2020).

3. Устюжанинов В.Н. Ионизационные эффекты импульсного облучения БИС // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. 2013.
№ 1. С. 55–60.

4. Ionizing Radiation Effects in MOS devices and Circuits, ed. by T.P.Ma and P.V. Dressendorfer, J.Wiley& Sons, New York, 1989. DOI: https://doi.org/10.1148/radiology.174.3.886.

5. H. Barnaby. Total-ionizing-dose effects in modern CMOS technologies, Nuclear Science, IEEE Transactions on Vol. 53. P. 3103–3121, Dec 2006. DOI: https://doi.org/10.1109/TNS.2006.885952.

6. Согоян А.В. Оценка стойкости КМОП СБИС к фактору поглощенной дозы при воздействии импульсного излучения // Микроэлектроника. 2011. Т. 40, № 3. С. 200–208
URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=15257433 (дата обращения: 01.08.2020).

7. Согоян А.В., Давыдов Г.Г. Особенности формирования и релаксации заряда в КНС структурах при воздействии ионизирующего излучения // Микроэлектроника. 2011. Т. 40, № 3. С. 209–223
URL: https://elibrary.ru/title_about.asp?id=7900 (дата обращения: 01.08.2020).

8. H. Barnaby, M. Mclain, I. S. Esqueda. Total-ionizing-dose effects on isolation oxides in modern CMOS technologies, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 261 (2007) 1142–1145.
DOI: https://doi.org/ 10.1016/j.nimb.2007.03.109.

9. Y.M. Moskovskaya, A. Y. Nikiforov, D.V.Bobrovsky, A.V. Ulanova, and A. A Zhukov. Process Parameters Variations Influence on CMOS IC's Hardness to total Ionizing Dose, in Proc. 30th Int. Conf. on Microelectronics, MIEL 2017; Nis, Serbia, October 2017. P. 275–277.
DOI: https://doi.org/10.1109/MIEL.2017.8190120.

10. Барбашов, Вячеслав М.; Калашников, Олег А. Функционально-логическое моделирование дозовых радиационных отказов сф-блоков систем на кристалле. Безопасность информационных технологий, [S.l.]. T. 24, №. 4. С. 80–86, ноябрь 2017. ISSN 2074-7136.
URL: (дата обращения: 01.08.2020).
DOI: https://doi.org/10.26583/bit.2017.4.09.

11. Киргизова А.В., Никифоров А.Ю., Григорьев Н.Г., Поляков И.В., Скоробогатов П.К. Доминирующие механизмы информационных сбоев КМОП КНС БИС оперативных запоминающих устройств при воздействии импульсного ионизирующего излучения» // Микроэлектроника . 2006, Т. 35, № 3.
С. 191–208.

12. Зинченко В.Ф., Романенко А.А., Усеинов Р.Г., Ужегов В.М. Радиационные эффекты в изделиях полупроводниковой микроэлектроники современных технологий, Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. 2016. № 1. С 29–36.
URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=26131819 (дата обращения: 01.08.2020).

13. Никифоров А.Ю., Согоян А.В. Моделирование дозовых эффектов в паразитных МОП-структурах КМОП БИС при воздействии высокоинтенсивного импульсного ионизирующего излучения // Микроэлектроника. 2004. Т. 33. № 2. С. 108. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17662355 (дата обращения: 01.08.2020).

14. Sogoyan A.V. and Polunin V.A. Modeling of recombination in SiO2 under the effect of ionizing radiation by the Monte Carlo method, Russian Microelectronics. Vol. 40, no. 3. P. 176–184, 2011.
DOI: https://doi.org/10.1134/S1063739711030061.

15. Таперо К.И. Эффекты низкоинтенсивного облучения в приборах и интегральных схемах на базе кремения // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2016. Т. 19,
№ 1. С. 5–21. DOI: https://doi.org/10.17073/1609-3577-2016-1-5-21.




DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2020.3.09

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.