RU2495446C2 - Method to test semiconductor cmos/soi of lsi technology for resistance to effects of single failures from impact of heavy charged particles of space - Google Patents

Method to test semiconductor cmos/soi of lsi technology for resistance to effects of single failures from impact of heavy charged particles of space Download PDF

Info

Publication number
RU2495446C2
RU2495446C2 RU2011141984/28A RU2011141984A RU2495446C2 RU 2495446 C2 RU2495446 C2 RU 2495446C2 RU 2011141984/28 A RU2011141984/28 A RU 2011141984/28A RU 2011141984 A RU2011141984 A RU 2011141984A RU 2495446 C2 RU2495446 C2 RU 2495446C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radiation
ray
value
mev
gamma
Prior art date
Application number
RU2011141984/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011141984A (en
Inventor
Александр Николаевич Качемцев
Владимир Константинович Киселев
Сергей Леонидович Торохов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом", Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority to RU2011141984/28A priority Critical patent/RU2495446C2/en
Publication of RU2011141984A publication Critical patent/RU2011141984A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2495446C2 publication Critical patent/RU2495446C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

FIELD: testing equipment.
SUBSTANCE: in the method for testing of semiconductor CMOS/SOI of LSI technology for resistance to effects of single faults from impact of heavy charged particles (HCP) of space by means of radiation of a limited LSI sample with pulse ionising radiation, radiation is produced by gamma-neutron radiation of a pulse nuclear reactor (PNR) with average energy of 1.0-3.0 MeV or pulse X-ray radiation of electrophysical plants (EPP) with an equivalent dose, causing generation of a radiation-induced charge equal with HCP in the sensitive LSI volume, and for detection of resistance to HCP impact with the threshold value of linear losses of energy LETth in the range from units to a hundred of MeV·cm2/mg, the value of coefficient of relative efficiency RDEF (Relative Dose Enhancement Factor) is used on impact of full absorbed dose of X-ray or gamma-radiation in respect to the LHTTH value using the provided ratio.
EFFECT: reduced cost and duration of tests for radiation resistance, higher reliability of test results.
7 cl, 6 dwg, 8 tbl

Description

Изобретение относится к способам испытаний полупроводниковых приборов на стойкость к воздействию тяжелых заряженных частиц (ТЗЧ, или ионов) различных энергий космического пространства (КП) по результатам испытаний на стойкость к импульсному реакторному гамма-нейтронному излучению или импульсному рентгеновскому излучению электрофизических установок (генераторов рентгеновского излучения, линейных ускорителей, циклотронов) с использованием коэффициентов относительной эффективности (КОЭ) заданных уровней ионизирующего излучения (ИИ) к излучениям моделирующих установок (МУ).The invention relates to methods for testing semiconductor devices for resistance to the effects of heavy charged particles (TZZ, or ions) of various energies of outer space (KP) according to the results of tests for resistance to pulsed reactor gamma-neutron radiation or pulsed x-ray radiation from electrical installations (x-ray generators, linear accelerators, cyclotrons) using relative efficiency coefficients (COE) of given levels of ionizing radiation (AI) to emissions of modeling installations (MU).

Известен способ определения стойкости полупроводниковых приборов к электронному или протонному излучениям КП, заключающийся в облучении приборов электронным или протонным пучком на линейном ускорителе или циклотроне и измерении параметров до и после облучения [1].A known method for determining the resistance of semiconductor devices to electronic or proton radiation KP, which consists in irradiating devices with an electron or proton beam on a linear accelerator or cyclotron and measuring parameters before and after irradiation [1].

Недостатком указанного способа является высокая стоимость подобных испытаний и малая доступность установок, создающих протоны (электроны) определенного энергетического диапазона.The disadvantage of this method is the high cost of such tests and the low availability of installations that create protons (electrons) of a certain energy range.

Особое место при исследовании стойкости больших интегральных схем (БИС) технологии «комплементарные структуры «металл-диэлектрик-полупроводник» - на -диэлектрике» (КМОП/КНД, далее МДП) занимают эффекты отказов от единичных явлений (Single Event Upset=SEU), которые были определены NASA как «индуцированные радиацией ошибки в микроэлектронных схемах, обусловленные потерей заряженными частицами (главным образом, из естественных радиационных поясов Земли (ЕРПЗ) или космических лучей) энергии при их прохождении в среде, через которую они проникают, с последующим образованием электронно-дырочных пар». В отличие от катастрофических отказов SEU формируют, главным образом, перемежающиеся (нестационарные) отказы, результатом которых является восстановление работоспособности прибора или перезагрузка в исходное состояние. Эффекты SEU могут наблюдаться в аналоговых, цифровых и оптических элементах или в соответствующих интерфейсных соединениях электронных схем. Эффекты SEU обычно могут проявляться в виде импульсных переходных процессов в логических или поддерживающих схемах, или в виде изменения логического состояния в ячейках памяти или регистрах памяти [2].A special place in the study of the stability of large integrated circuits (LSI) of the technology “complementary structures“ metal-dielectric-semiconductor-on-dielectric ”(CMOS / KND, hereinafter MIS) is occupied by the effects of failures of single phenomena (Single Event Upset = SEU), which NASA was defined as “radiation-induced errors in microelectronic circuits caused by the loss of energy by charged particles (mainly from Earth’s natural radiation belts (ERPZs) or cosmic rays) when they travel through the medium through which they penetrate Riding the formation of electron-hole pairs. " In contrast to catastrophic failures, SEUs form mainly intermittent (non-stationary) failures, the result of which is the restoration of the instrument's operability or rebooting to its original state. The effects of SEUs can be observed in analog, digital and optical elements or in the corresponding interface connections of electronic circuits. The effects of SEUs can usually be manifested in the form of pulse transients in logical or supporting circuits, or in the form of a change in the logical state in memory cells or memory registers [2].

Эффекты SEU классифицируются в три группы (в порядке их важности) [2, 4]:The effects of SEU are classified into three groups (in order of importance) [2, 4]:

1. Single event effect (SEE) - эффект единичного сбоя;1. Single event effect (SEE) - the effect of a single failure;

2. Single event latchup (SEL) - эффект единичной «защелки», или тиристорный эффект («мягкие» - обратимые или «жесткие» - необратимые ошибки);2. Single event latchup (SEL) - the effect of a single “latch”, or the thyristor effect (“soft” - reversible or “hard” - irreversible errors);

3. Single event burnout (SEB) - эффект единичного пережигания («жесткие» ошибки) [3].3. Single event burnout (SEB) - the effect of a single burning ("hard" errors) [3].

Эффекты единичных сбоев (SEE), в свою очередь, также подразделяются на «мягкие» и «жесткие» ошибки. Остаточные «жесткие» ошибки проявляются комплексно.Single Failure Effects (SEE), in turn, are also subdivided into “soft” and “hard” errors. Residual "hard" errors appear in a complex manner.

Источниками SEE в чувствительных объемах БИС являются протоны высоких энергий, электроны и ТЗЧ, которые с определенной вероятностью могут вызвать ядерные реакции с последующей ионизацией материала осколками деления, и ТЗЧ, которые вызывают «воронки заряда» вдоль трека распространения (Фиг.1), что создает, в свою очередь, или переходный процесс или постоянные деструктивные эффекты.The sources of SEE in sensitive LSI volumes are high-energy protons, electrons and TZZ, which with a certain probability can cause nuclear reactions with subsequent ionization of the material by fission fragments, and TZZ, which cause "charge funnels" along the propagation track (Figure 1), which creates , in turn, or a transition process or permanent destructive effects.

Испытания элементной компонентной базы (ЭКБ) на ускорителях, формирующих ТЗЧ, в соответствии с процедурой, представленной на Фиг.2, позволяют установить абсолютное значение сечения σ s a t ( j )

Figure 00000001
для SEE, которое является характеристикой чувствительности (стойкости) испытываемой БИС при облучении моноэнергетическим и мононаправленным пучком частиц j-го сорта (Фиг.3):Tests of the elemental component base (ECB) on the accelerators forming the TZC, in accordance with the procedure presented in Figure 2, allow you to set the absolute value of the cross section σ s a t ( j )
Figure 00000001
for SEE, which is a characteristic of the sensitivity (resistance) of the tested LSI under irradiation with a monoenergetic and mono-directional beam of particles of the jth grade (Figure 3):

σ s a t ( j ) = ν N ( J ) / S

Figure 00000002
, σ s a t ( j ) = ν N ( J ) / S
Figure 00000002
,

где: ν - количество (или частота, с-1) SEE, возникающих в БИС при облучении; N(j)=Ф×cosθ - количество (или интенсивность) частиц данного типа из их общего потока Ф (или общей плотности потока, см-2·с-1), см-2 (Фиг.4), который падает под углом в на поверхность элемента ЭКБ, имеющего площадь S (Фиг.5). Энергетические характеристики частиц ускорителей наиболее близки к характеристикам ТЗЧ КП и, как правило, имеют высокую проникающую способность. Такие испытания позволяют установить наиболее точные абсолютные значения сечения σ s a t ( j ) ( E , θ , ϕ )

Figure 00000003
для SEE при воздействии частиц j-го сорта в зависимости от их энергии и углов падения (полярного θ и азимутального φ) и могут быть непосредственно использованы для прогнозирования количества или частоты SEE ν при воздействии изотропных (θ, φ=const) потоков ТЗЧ разного сорта и энергии (Е≠const) КП по формуле:where: ν is the number (or frequency, s -1 ) of SEE arising in the LSI during irradiation; N (j) = Ф × cosθ - the number (or intensity) of particles of a given type from their total flux Ф (or total flux density, cm -2 · s -1 ), cm -2 (Figure 4), which falls at an angle in on the surface of the ECB element having an area S (Figure 5). The energy characteristics of accelerator particles are closest to the characteristics of the TZZ KP and, as a rule, have high penetrating power. Such tests make it possible to establish the most accurate absolute cross-sectional values. σ s a t ( j ) ( E , θ , ϕ )
Figure 00000003
for SEE when exposed to particles of the jth grade, depending on their energy and incidence angles (polar θ and azimuthal φ) and can be directly used to predict the amount or frequency of SEE ν when exposed to isotropic (θ, φ = const) TZ flows of different types and energy (Е ≠ const) KP according to the formula:

ν = j σ i o n ( j ) ( E , θ , ϕ ) F j ( E ) d E cos θ sin ϕ d θ d ϕ

Figure 00000004
, ν = j σ i o n ( j ) ( E , θ , ϕ ) F j ( E ) d E cos θ sin ϕ d θ d ϕ
Figure 00000004
,

где: Fj(Е) - дифференциальный энергетический спектр направленного потока, в единицах [см-2.ср-1 (МэВ/нуклон)-1], или плотности потока в единицах [см-2.ср-1 (МэВ/нуклон)-1.с-1], частиц j-го сорта. Здесь «ср» - означает стеррадиан (единица телесного угла).where: F j (E) is the differential energy spectrum of the directed flow, in units [cm -2. sr -1 (MeV / nucleon) -1 ], or flux density in units [cm -2. avg -1 (MeV / nucleon) -1. s -1 ], particles of the jth grade. Here “cf” means sterradian (unit of solid angle).

Определение значений σ i o n ( j ) ( E , θ , ϕ )

Figure 00000005
на ускорителях частиц в зависимости от нескольких параметров (сорта частиц, их энергии и углов падения) требует значительных временных и материальных затрат и поэтому практически не может быть непосредственно применено на практике для оценки радиационной стойкости (PC) элементов ЭКБ, предназначенных для бортовой радиоэлектронной аппаратуры космического аппарата. Для оптимизации процесса испытаний и сокращения их объема до «разумных» пределов могут быть использованы МУ, в том числе ИЯР и ЭФУ, генерирующие импульсное рентгеновское излучение (РИ).Definition of Values σ i o n ( j ) ( E , θ , ϕ )
Figure 00000005
on particle accelerators, depending on several parameters (particle type, their energy and angle of incidence), it requires significant time and material costs and therefore can hardly be directly applied in practice to assess the radiation resistance (PC) of electronic components intended for on-board electronic equipment of space apparatus. To optimize the testing process and reduce their volume to “reasonable” limits, MUs can be used, including INR and EFUs generating pulsed x-ray radiation (RI).

Наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является экспериментально разработанный способ прогнозирования интенсивности сбоев БИС в полях протонного и нейтронного излучений. Коэффициенты относительной эффективности (КОЭ) или Relative Dose Enhancement Factor (RDEF) воздействия излучений no SEE для кремниевых БИС после раздельного облучения протонами и нейтронами ядерного реактора принимаются равными для протонов RDEF=1, для реакторных нейтронов RDEF =300-700, для нейтронов с энергией 14 МэВ RDEF=1-2 [5]. Недостатком данного способа является отсутствие данных о применимости выведенных RDEF для структур, в которых существенное влияние на параметры приборов оказывают не только поверхностные эффекты, но и механизмы сбора носителей заряда, т.е. электрический режим работы структуры «металл-диэлектрик-полупроводник» (МДП). Кроме того, существенным недостатком данного способа является отсутствие информации о конкретных RDEF для широкого спектра ТЗЧ с различными пороговыми значениями линейной передачи (потери) энергии LETTH (Linear Energy Transfer Threshold), т.к. установки, создающие частицы с требуемыми энергиями, наиболее известны в России и аттестованы как исследовательские.The closest in technical essence and adopted as a prototype is an experimentally developed method for predicting the intensity of LSI failures in the fields of proton and neutron radiation. Relative efficiency coefficients (COE) or Relative Dose Enhancement Factor (RDEF) of no SEE emissions for silicon LSIs after separate irradiation with protons and neutrons of a nuclear reactor are taken equal to for protons RDEF = 1, for reactor neutrons RDEF = 300-700, for neutrons with energy 14 MeV RDEF = 1-2 [5]. The disadvantage of this method is the lack of data on the applicability of the derived RDEF for structures in which not only surface effects, but also the mechanisms of collection of charge carriers, i.e. electric mode of operation of the metal-insulator-semiconductor (MIS) structure. In addition, a significant drawback of this method is the lack of information on specific RDEFs for a wide range of TZZ with different threshold values of linear energy transfer (loss) LET TH (Linear Energy Transfer Threshold), because Installations creating particles with the required energies are best known in Russia and certified as research ones.

Техническим результатом предлагаемого способа является снижение стоимости и продолжительности испытаний на радиационную стойкость, а также повышение достоверности результатов испытаний путем учета кинетики накопления радиационно-индуцированных носителей заряда в электрическом поле и учета конструктивных особенностей транзисторной структуры МОП/КНД.The technical result of the proposed method is to reduce the cost and duration of radiation resistance tests, as well as to increase the reliability of the test results by taking into account the kinetics of accumulation of radiation-induced charge carriers in the electric field and taking into account the design features of the transistor structure of MOS / KND.

Технический результат достигается тем, что в способе испытаний полупроводниковых БИС технологии КМОП/КНД на стойкость к эффектам единичных сбоев от воздействия ТЗЧ космического пространства путем облучения ограниченной выборки БИС импульсным ионизирующим излучением облучение ограниченной выборки БИС производят гамма-нейтронным излучением импульсного ядерного реактора (ИЯР) со средней энергией 1,0-3,0 МэВ или импульсным рентгеновским излучением электрофизических установок (ЭФУ) с эквивалентной дозой, вызывающей равную с ТЗЧ генерацию радиационно-индуцированного заряда в чувствительном объеме БИС. Для определения стойкости к воздействию ТЗЧ с величиной порогового значения линейных потерь энергии LETTH в диапазоне от единиц до сотни МэВ·см2/мг используют значение коэффициента относительной эффективности RDEF (Relative Dose Enhancement Factor) воздействия полной поглощенной дозы рентгеновского или гамма-излучения по отношению к величине LETTH с использованием соотношенияThe technical result is achieved by the fact that in the method for testing semiconductor LSI CMOS / KND technology on the resistance to the effects of single failures from the effects of spaceborne spaceborne cosmic radiation by irradiating a limited selection of LSIs with pulsed ionizing radiation, a limited sample of LSIs are irradiated with gamma-neutron radiation from a pulsed nuclear reactor (INR) with average energy of 1.0-3.0 MeV or pulsed x-ray radiation of electrophysical installations (EFU) with an equivalent dose, causing generation equal to that of TZZ radiation-induced charge in a sensitive LSI volume. To determine the resistance to TZZ with a threshold value of linear energy losses LET TH in the range from units to hundreds of MeV · cm 2 / mg, the value of the coefficient of relative effectiveness RDEF (Relative Dose Enhancement Factor) of exposure to the total absorbed dose of x-ray or gamma radiation in relation to to LET TH using the ratio

R D E F = D R ( γ к в . R S э к в . ( M ) ) L E T T H = ρ × s max K g R × f y R × B d e R × w ( M ) × g ( γ к в .1 М э В э к в . ( M ) ) × ν | Q t = c o n s t

Figure 00000006
R D E F = D R ( γ - to at . R S - uh to at . - ( M ) ) L E T T H = ρ × s max K g R × f y R × B d e R × w ( M ) × g ( γ - to at .one M uh AT - uh to at . - ( M ) ) × ν | Q t = c o n s t
Figure 00000006

в единицах [ ( р а д ( M ) R S ) / ( М э В с м 2 г ) ] , ( 1 )

Figure 00000007
in units [ ( R but d ( M ) - R S ) / ( M uh AT from m 2 g ) ] , ( one )
Figure 00000007

где: ρ - плотность облучаемого полупроводникового материала, г·см-3; s max = a 2 + b 2 + c 2

Figure 00000008
- максимальное значение хорды в чипе структуры МДП, см; α - ширина чипа структуры МДП, см; b - длина чипа, см; с - высота чипа; см; K g R
Figure 00000009
- константа радиационной генерации носителей заряда, Кл·см-3.рад(M)-1; f y R
Figure 00000010
- предельное значение доли нерекомбинированного радиационно-индуцированного заряда в структуре МДП при воздействии излучения моделирующей установки (МУ) в присутствии приложенного электрического поля напряженностью Е, МВ·см-1; B d e R
Figure 00000011
- фактор дозового накопления в структуре КНД гамма-рентгеновского излучения МУ со спектром квантов RS; w(M) - энергия образования одной электронно-дырочной пары (ehp) в данном материале (М) Si или SiO2, МэВ; g(γ-кв.1 МэВ-экв.-(M)) - постоянная генерации ehp гамма-рентгеновским излучением с эквивалентной энергией квантов ЕКВ.=1 МэВ в материале (М), ehp·см-3 рад(M)-1; ν=a×b×c - объем чувствительной области, см3, At=a×b - площадь поверхности чипа, см2; с=tПС - толщина приборного слоя структуры МДП, см; Qt - эквивалентная величина радиационно-индуцированного заряда гамма-рентгеновским излучением в структуре МДП, Кл; ν=L×B×tПС; K g I
Figure 00000012
, f y I
Figure 00000013
, B d e I
Figure 00000014
- значения аналогичных констант при облучении ТЗЧ структуры МДП.where: ρ is the density of the irradiated semiconductor material, g · cm -3 ; s max = a 2 + b 2 + c 2
Figure 00000008
- the maximum value of the chord in the chip of the TIR structure, cm; α is the width of the chip of the TIR structure, cm; b is the length of the chip, cm; c is the height of the chip; cm; K g R
Figure 00000009
is the constant of radiation generation of charge carriers, C · cm -3. rad (M) -1 ; f y R
Figure 00000010
- the limit value of the fraction of non-recombinant radiation-induced charge in the MIS structure when exposed to the radiation of a modeling installation (MU) in the presence of an applied electric field of intensity E, MV · cm -1 ; B d e R
Figure 00000011
- the factor of dose accumulation in the structure of the directivity gain of gamma-x-ray radiation MU with the spectrum of quanta RS; w (M) is the energy of formation of one electron-hole pair (ehp) in a given material (M) Si or SiO 2 , MeV; g (γ-sq. 1 MeV-eq .- (M)) is the generation constant of ehp by gamma-ray radiation with the equivalent quantum energy E KV. = 1 MeV in the material (M), ehp · cm -3 rad (M) -1 ; ν = a × b × c is the volume of the sensitive region, cm 3 , A t = a × b is the surface area of the chip, cm 2 ; c = t PS - the thickness of the instrument layer of the MPE structure, cm; Q t is the equivalent value of the radiation-induced charge by gamma-ray radiation in the structure of the MIS, C; ν = L × B × t PS ; K g I
Figure 00000012
, f y I
Figure 00000013
, B d e I
Figure 00000014
- values of similar constants when irradiating the TCD structure of the MIS.

С целью учета кинетики накопления и релаксации заряда радиационно-индуцированных носителей в электрическом поле величину коэффициента f y R

Figure 00000015
определяют из соотношения [6]In order to take into account the kinetics of accumulation and relaxation of the charge of radiation-induced carriers in an electric field, the coefficient f y R
Figure 00000015
determined from the relation [6]

f y X R a y ( E ) = [ 1,30 / ( E + 0,113 ) ] 1 , ( 2 )

Figure 00000016
f y X - R a y ( E ) = [ 1.30 / ( E + 0.113 ) ] - one , ( 2 )
Figure 00000016

для энергии рентгеновских квантов EX-Ray=0,01-0,3 МэВ иfor the energy of x-ray quanta E X-Ray = 0.01-0.3 MeV and

f y X R a y , γ к в . = [ 0,27 / ( E + 0,084 ) + 1 ] 1 ( 3 )

Figure 00000017
f y X - R a y , γ - to at . = [ 0.27 / ( E + 0,084 ) + one ] - one ( 3 )
Figure 00000017

для энергии гамма-рентгеновских квантов ядерного реактора или ЭФУ ЕЯР, X-Ray=1…6 МэВ.for the energy of gamma-ray quanta of a nuclear reactor or EFU E NR, X-Ray = 1 ... 6 MeV.

Для учета конструктивных особенностей транзисторной структуры МОП/КНД, для оценки величины фактора дозового накопления B d e R

Figure 00000018
используют зависимость величины B d e R
Figure 00000019
от толщины подзатворного оксида tox в видеTo take into account the design features of the transistor structure of MOS / KND, to assess the value of the dose accumulation factor B d e R
Figure 00000018
use the dependence of the value B d e R
Figure 00000019
from the thickness of the gate oxide t ox in the form

B d e R = 6,43 10 4 × t o x + 1,4857, ( 4 )

Figure 00000020
, B d e R = - 6.43 10 - four × t o x + 1,4857, ( four )
Figure 00000020
,

где tox в нм, для энергии рентгеновских квантов EX-Ray=0,01-0,3 МэВ и B d e X R a y 1

Figure 00000021
для энергии гамма-рентгеновских квантов ядерного реактора или ЭФУ с энергией ЕЯР, X-Ray=1…6 МэВ.where t ox in nm, for the energy of x-ray quanta E X-Ray = 0.01-0.3 MeV and B d e X - R a y one
Figure 00000021
for the energy of gamma-ray quanta of a nuclear reactor or EFI with an energy of E NR, X-Ray = 1 ... 6 MeV.

При изготовлении диэлектрика подзатворного оксида структуры МДП на основе диоксида кремния (М=SiO2) константы радиационной генерации электронно-дырочных пар в нем принимают равными K g R = 1,4 10 6

Figure 00000022
Кл·см-3·(SiO2)-1 для источника рентгеновского излучения 10 кэВ и K g R = 1,3 10 6
Figure 00000023
Кл·см-3·(SiO2)-1 для ядерного реактора или ЭФУ [6].In the manufacture of a dielectric of a gate oxide of a MIS structure based on silicon dioxide (M = SiO 2 ), the radiation generation constants of electron-hole pairs in it are taken equal K g R = 1.4 10 - 6
Figure 00000022
C · cm -3 · (SiO 2 ) -1 for an X-ray source of 10 keV and K g R = 1.3 10 - 6
Figure 00000023
CL · cm -3 · (SiO 2 ) -1 for a nuclear reactor or EFI [6].

С целью удешевления испытаний эквивалентную поглощенную дозу гамма-рентгеновского излучения ИЯР или рентгеновского излучения ЭФУ со спектром RS опеределяют с использованием соотношенияIn order to reduce the cost of testing, the equivalent absorbed dose of gamma-ray radiation of INR or X-ray radiation of EFUs with RS spectrum is determined using the ratio

D R ( γ к в . R S э к в . ( М ) ) = R D E F × L E T T H . ( 5 )

Figure 00000024
D R ( γ - to at . R S - uh to at . - ( M ) ) = R D E F × L E T T H . ( 5 )
Figure 00000024

Для учета конструктивных особенностей транзисторной структуры МОП/КНД, для оценки величины LETTH от ТЗЧ в структурах МДП с толщиной подзатворного оксида tox≥40 нм используют соотношениеTo take into account the design features of the MOS / KND transistor structure, to estimate the LET TH value from the SLC in MIS structures with a gate oxide thickness t ox ≥40 nm, use the ratio

L E T T H = 2,21 10 3 × s max ( м к м ) [ М э В с м 2 г ] ( 6 )

Figure 00000025
L E T T H = 2.21 10 3 × s max ( m to m ) [ M uh AT from m 2 g ] ( 6 )
Figure 00000025

Для повышения достоверности определения величины F Σ = K g R × f y R × B d e R

Figure 00000026
ее рассчитывают из соотношенияTo increase the reliability of determining the value F Σ = K g R × f y R × B d e R
Figure 00000026
it is calculated from the ratio

F Σ = 2,21 10 3 = ρ × s max 2 R D E F × w ( M ) × g ( γ к в .1 М э В э к в . ( М ) ) × ν [ К л с м 3 р а д ( М ) ] , ( 7 )

Figure 00000027
F Σ = 2.21 10 3 = ρ × s max 2 R D E F × w ( M ) × g ( γ - to at .one M uh AT - uh to at . - ( M ) ) × ν [ TO l from m 3 R but d ( M ) ] , ( 7 )
Figure 00000027

которое в дальнейшем используют для определения величин RDEF и эквивалентной дозы DR(γ-кв.RS-экв.-(M)) моделирующего SEE источника гамма-рентгеновского излучения БИС технологии КМОП/КНД аналогичной технологии и конструктива.which is then used to determine the RDEF values and the equivalent dose D R (γ-sq. RS-eq .- (M)) of the SEE simulating gamma-ray source of the BIS CMOS / LPC technology of a similar technology and design.

На Фиг.1. показан сбор заряда в n-кармане р-канального транзистора структуры МОП от: а) тяжелых ионов (ТЗЧ) и b) падающих протонов высоких энергий [4].In figure 1. charge collection is shown in the n-pocket of the p-channel transistor of the MOS structure from: a) heavy ions (TLC) and b) incident high-energy protons [4].

На Фиг.2 схематически представлена процедура оценки интенсивности SEE [4]:Figure 2 schematically shows the procedure for assessing the intensity of SEE [4]:

(1) - Измеренные поперечные сечения SEE;(1) - Measured cross sections of SEE;

(2) - Спектр линейных потерь энергии ТЗЧ;(2) - The spectrum of linear energy loss TZCh;

(3) - Интенсивность сбоев БИС;(3) - LSI failure rate;

(4) - Чувствительный объем транзистора структуры МОП.(4) - The sensitive volume of the transistor of the MOS structure.

На Фиг.3 представлена типичная зависимость поперечного сечения SEE от LET для различных ТЗЧ. По оси Y: Поперечное сечение SEE (частиц/см2); по оси X: LET (МэВ·см2/мг).Figure 3 presents a typical dependence of the cross-section of the SEE from LET for various TZZ. Y axis: Cross section of SEE (particles / cm 2 ); X-axis: LET (MeV · cm 2 / mg).

На Фиг.4 показан интегральный спектр LET для орбиты космического аппарата высотой 400 км. По оси Y: флюенс частиц (частиц/(м2·стеррад·сек); по оси X: LET (МэВ·см2/мг).Figure 4 shows the integrated LET spectrum for the orbit of a spacecraft with a height of 400 km. Y axis: fluence of particles (particles / (m 2 · sterrad · s); X axis: LET (MeV · cm 2 / mg).

На Фиг.5 представлена исходная структура чувствительного объема транзистора МДП для расчета LET в модели «критического заряда» [7].Figure 5 presents the initial structure of the sensitive volume of the MOS transistor for calculating the LET in the "critical charge" model [7].

На Фиг.6 приведено поперечное сечение структуры КМОП/КНС.Figure 6 shows the cross section of the CMOS / SSC structure.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.The proposed method is implemented as follows.

В способе испытаний полупроводниковых БИС технологии КМОП/КНД на стойкость к эффектам единичных сбоев от воздействия ТЗЧ космического пространства облучение ограниченной выборки БИС производят гамма-нейтронным излучением ИЯР со средней энергией 1,0-3,0 МэВ или импульсным рентгеновским излучением ЭФУ с эквивалентной дозой, вызывающей равную с ТЗЧ генерацию радиационно-индуцированного заряда Qt в чувствительном объеме БИС.In the method for testing semiconductor LSI CMOS / KND technology for resistance to the effects of single failures due to the effects of space-frequency TCDs, a limited sample of LSIs is irradiated with gamma-neutron radiation of INR with an average energy of 1.0-3.0 MeV or pulsed X-ray radiation of an equivalent dose dose-generating device, causing the generation of a radiation-induced charge Q t in the sensitive volume of the LSI equal to that of the TZZ.

Для определения эквивалентной дозы DR(γ-кв.RS-экв.-(M)) и стойкости к воздействию ТЗЧ с величиной порогового значения LETH в диапазоне от единиц до сотни МэВ·см2/мг используют значение коэффициента относительной эффективности RDEF воздействия полной поглощенной дозы рентгеновского или гамма-излучения по отношению к величине LETTH с использованием соотношения (1) ((ПА.24 Приложение «A»). При этом сохраняется равенство радиационно-индуцированного заряда Qt в чувствительном объеме БИС при воздействии как излучения МУ, так и линейных потерь энергии LET.To determine the equivalent dose D R (γ-sq. RS-equiv .- (M)) and resistance to TZZ with a threshold value of TH TH in the range from units to hundreds of MeV · cm 2 / mg, the value of the coefficient of relative efficiency RDEF of exposure is used the total absorbed dose of x-ray or gamma radiation in relation to the LET TH value using the relation (1) ((PA.24 Appendix “A”). At the same time, the radiation-induced charge Q t remains equal in the sensitive LSI volume when exposed as MU radiation and linear energy losses LET.

С целью учета кинетики накопления и релаксации заряда радиационно-индуцированных носителей в электрическом поле величину коэффициента f y R

Figure 00000028
в (1), представляющую собой предельное значение доли нерекомбинированного радиационно-индуцированного заряда в структуре МДП при воздействии излучения МУ в присутствии приложенного электрического поля напряженностью E определяют из соотношения (2) для энергии рентгеновских квантов EX-Ray=0,01-0,3 МэВ и из соотношения (3) для энергии гамма-рентгеновских квантов ИЯР или ЭФУ ЕЯР, X-Ray=1…6 МэВ.In order to take into account the kinetics of accumulation and relaxation of the charge of radiation-induced carriers in an electric field, the coefficient f y R
Figure 00000028
in (1), which is the limiting value of the fraction of unrecombined radiation-induced charge in the MIS structure when exposed to ME radiation in the presence of an applied electric field of intensity E is determined from relation (2) for the energy of X-ray quanta E X-Ray = 0.01-0, 3 MeV and from relation (3) for the energy of gamma-ray quanta of INR or EFU E NR, X-Ray = 1 ... 6 MeV.

Для учета конструктивных особенностей транзисторной структуры МОП/КНД, для оценки величины фактора дозового накопления B d e R

Figure 00000029
в структурах МОП используют зависимость величины B d e R
Figure 00000030
от толщины подзатворного оксида tox в виде (4) для энергии рентгеновских квантов EX-Ray=0,01-0,3 МэВ и B d e X R a y 1
Figure 00000031
для гамма-рентгеновских квантов ИЯР или ЭФУ с энергией ЕЯР, X-Ray=1…6 МэВ.To take into account the design features of the transistor structure of MOS / KND, to assess the value of the dose accumulation factor B d e R
Figure 00000029
in the structures of MOS use the dependence of the value B d e R
Figure 00000030
from the thickness of the gate oxide t ox in the form (4) for the energy of X-ray quanta E X-Ray = 0.01-0.3 MeV and B d e X - R a y one
Figure 00000031
for gamma-ray quanta of INR or EFU with energy E NR, X-Ray = 1 ... 6 MeV.

Оценки величины LETTH от ТЗЧ в структурах МДП с толщиной подзатворного оксида tox≥40 нм используют соотношение (6).Estimates of the LET TH value from TZZ in MIS structures with a gate oxide thickness t ox ≥40 nm use relation (6).

При изготовлении диэлектрика подзатворного оксида структуры МДП на основе диоксида кремния (М=SiO2) константы радиационной генерации электронно-дырочных пар в нем принимают равными K g R = 1 ,4 10 -6

Figure 00000032
Кл·см-3·рад(SiO2)-1 для источника рентгеновского излучения 10 кэВ K g R = 1 ,3 10 -6
Figure 00000033
Кл·см-3·рад(SiO2)-1 для ИЯР или ЭФУ.In the manufacture of a dielectric of a gate oxide of a MIS structure based on silicon dioxide (M = SiO 2 ), the radiation generation constants of electron-hole pairs in it are taken equal K g R = one ,four 10 -6
Figure 00000032
C · cm-3 · rad (SiO2) -1 for an X-ray source of 10 keV K g R = one , 3 10 -6
Figure 00000033
CL · cm-3 · rad (SiO2) -1 for INR or EFU.

С целью удешевления испытаний эквивалентную поглощенную дозу гамма-рентгеновского излучения ИЯР или рентгеновского излучения ЭФУ со спектром RS определяют с использованием соотношения (5).In order to reduce the cost of testing, the equivalent absorbed dose of gamma-ray radiation from INR or X-ray radiation from an EFU with RS spectrum is determined using relation (5).

Существующие тенденции разработки и изготовления БИС (т.е. сокращение размеров приборов, потребляемой мощности, увеличение линейного разрешения, увеличение объема памяти и быстродействия) могут только увеличить чувствительность к эффектам SEE. Это легко можно увидеть, если представить прибор простым конденсатором (C), в который проникает ионизирующая частица, создающая нестационарный заряд Qt, в результате чего изменяется напряжение в нагрузке (т.е. логическое состояние). Эффект SEE наблюдается, если LET>Qcrit - величины «критического заряда». При уменьшении активной области такого прибора, ее емкость также уменьшается и тот же самый заряд способствует появлению эффектов SEE. Прибор по толщине в основном остается неизмененным, подвергаются изменениям только длина и ширина прибора. Если будем рассматривать транзисторную структуру МДП в виде чипа квадратной конфигурации L×L, то критический заряд, достаточный для изменения логического состояния такого прибора, будет пропорционален квадрату размера L. Модель «критического заряда» [7] пригодна для анализа SEE для интегральных микросхем ряда технологий (включая NMOS, CMOS/объемный, CMOS/SOS, i2L, GaAs, ECL, CMOS/SOI, биполярный VHSIC). Этот критический заряд приводит непосредственно к переключению из состояния логической «1» в состояние логического «0» или изменению логического состояния (конверсии), но он может быть меньше, чем полный радиационно-индуцированный заряд Qt из-за длины трека ТЗЧ в чувствительном объеме структуры МДП, который используется в модели «хорды» s (Фиг.5). Хорда минимальна при нормальном падении ТЗЧ на лицевую или инверсную поверхность чипа структуры МДП и принимает максимальное значение smax, когда является пространственной диагональю чипа в виде параллелепипеда (Фиг.5). Существенно то, что Qcrit является разницей между зарядом Qt в узле и минимальным зарядом, необходимым для усиления и последующей конверсии. Для учета конструктивных особенностей транзисторной структуры МОП/КНД, для оценки величины LETTH от ТЗЧ в структурах МДП с толщиной подзатворного оксида tox≤40 нм используют соотношение (6) [6, 7].Existing trends in the design and manufacture of LSIs (i.e., reducing the size of devices, power consumption, increasing linear resolution, increasing memory and speed) can only increase sensitivity to SEE effects. This can be easily seen if you imagine the device as a simple capacitor (C), into which an ionizing particle penetrates, creating an unsteady charge Q t , as a result of which the voltage in the load changes (i.e., the logical state). The SEE effect is observed if LET> Q crit is the value of the “critical charge”. With a decrease in the active region of such a device, its capacity also decreases and the same charge contributes to the appearance of SEE effects. The thickness of the device basically remains unchanged, only the length and width of the device undergo changes. If we consider the transistor structure of an MIS in the form of a chip of a square configuration L × L, then the critical charge sufficient to change the logical state of such an instrument will be proportional to the square of size L. The “critical charge” model [7] is suitable for SEE analysis for integrated circuits of a number of technologies (including NMOS, CMOS / surround, CMOS / SOS, i 2 L, GaAs, ECL, CMOS / SOI, bipolar VHSIC). This critical charge directly leads to a switch from a logical “1” state to a logical “0” state or a change in a logical state (conversion), but it can be less than the total radiation-induced charge Q t due to the length of the SLC track in a sensitive volume the TIR structure, which is used in the model of the "chord" s (Figure 5). The chord is minimal with the normal incidence of the TCD on the front or inverse surface of the chip of the MIS structure and takes the maximum value s max when it is the spatial diagonal of the chip in the form of a parallelepiped (Figure 5). It is significant that Q crit is the difference between the charge Q t at the site and the minimum charge necessary for amplification and subsequent conversion. To take into account the structural features of the MOS / KND transistor structure, to estimate the LET TH value from the SLC in MIS structures with a gate oxide thickness t ox ≤40 nm, relation (6) is used [6, 7].

Для повышения достоверности определения величины F Σ = K g R × f y R × B d e R

Figure 00000034
ее рассчитывают из соотношения (7), которое в дальнейшем используют для определения величин RDEF и эквивалентной дозы DR(γ-кв.RS-экв.-(M)) моделирующего SEE источника гамма-рентгеновского излучения для испытаний БИС технологии КМОП/КНД аналогичной технологии и конструктива.To increase the reliability of determining the value F Σ = K g R × f y R × B d e R
Figure 00000034
it is calculated from relation (7), which is then used to determine the RDEF values and the equivalent dose D R (γ-sq. RS-equiv .- (M)) of the SEE simulating gamma-ray source for testing CMOS / LPC LSI technology similar technology and construct.

Пример реализации способа.An example implementation of the method.

Ниже анализируется чувствительность БИС технологии КМОП/КНД к возможности появления SEE с использованием предложенной выше процедуры. Основные параметры транзисторных структур МДП в составе БИС, анализируемые ниже, приведены на Фиг.6 и в табл.ПА.2 и табл.ПА.3 Приложения «A». В табл.ПА.2 приведены размеры чувствительных областей транзисторов МДП в составе БИС технологии КМОП/КНД, принятые для расчета чувствительности к SEE и эффектам полной поглощенной дозы (TID) от воздействия гамма-рентгеновских квантов ИЯР и рентгеновского излучения ЭФУ. В табл.ПА.3 приведены размеры толщин основных слоев гетероструктуры МДП. В табл.ПА.4 Приложения «A» приведены свойства чистых полупроводниковых материалов и диэлектриков, применяемых в структурах МДП при температуре 27°C.Below, we analyze the sensitivity of the CMOS / KND LIS technology to the possibility of SEE using the procedure proposed above. The main parameters of the MOS transistor structures as part of the LSI, which are analyzed below, are shown in Fig. 6 and in Table PA.2 and Table PA.3 of Appendix “A”. Table PA.2 shows the sizes of the sensitive areas of MOS transistors as part of the CMOS / KND LIS technology adopted to calculate the sensitivity to SEE and the effects of the total absorbed dose (TID) from the effects of gamma-ray quanta of INR and X-ray radiation of an electron-phase diffraction device. Table PA.3 shows the thicknesses of the main layers of the MIS heterostructure. Table PA.4 of Appendix “A” shows the properties of pure semiconductor materials and dielectrics used in MIS structures at a temperature of 27 ° C.

Вместо облучения полупроводниковых БИС технологии КМОП/КНД электронным, протонным излучением или потоком ТЗЧ для моделирования SEE ограниченную выборку БИС облучают импульсным гамма-нейтронным ионизирующим излучением ИЯР или импульсным рентгеновским излучением ЭФУ с эквивалентной дозой, вызывающей равную с ТЗЧ генерацию радиационно-индуцированного заряда Qt в чувствительном объеме БИС. Средняя энергия гамма-нейтронного излучения ИЯР или рентгеновского излучения ЭФУ выбирается 1,0-3,0 МэВ.Instead of irradiating the CMOS / KND semiconductor LSI technology with electronic, proton radiation, or an SJ stream to simulate SEE, a limited sample of LSIs is irradiated with pulsed gamma-neutron ionizing radiation of the INR or pulsed X-ray radiation of an EFU with an equivalent dose that causes generation of radiation-induced charge equal to the SJ in Q t sensitive LSI volume. The average energy of gamma-neutron radiation from the INR or X-ray radiation of an EFI is selected to be 1.0-3.0 MeV.

Для определения эквивалентной дозы DR(γ-кв.RS-экв.-(M)) излучений ИЯР или ЭФУ, вызывающей равную с линейными потерями энергии LETH для ТЗЧ величину радиационно-генерированного заряда Qt в диапазоне LETH от единиц до сотни МэВ·см2/мг используют значение коэффициента относительной эффективности RDEF дозы рентгеновского или гамма-излучения по отношению к величине LETTH из соотношения (1) ((ПА.24) Приложение «A»).To determine the equivalent dose D R (γ-sq. RS-equiv .- (M)) of radiations of INR or EFU, which causes the radiation-generated charge Q t in the LE TH range from units to hundreds equal to linear energy loss LE TH for the TLC MeV · cm 2 / mg use the value of the coefficient of relative efficiency RDEF of the dose of x-ray or gamma radiation in relation to the value of LET TH from the ratio (1) ((PA.24) Appendix "A").

При этом сохраняется равенство радиационно-индуцированного заряда Qt в чувствительном объеме БИС при воздействии как излучения МУ, так и линейных потерь энергии LET.In this case, the equality of the radiation-induced charge Q t in the sensitive LSI volume is maintained under the influence of both the radiation of the ME and linear energy losses LET.

Принимают следующие значения констант: ρ=2,33 г·см-3 для Si; s max = a 2 + b 2 + c 2

Figure 00000035
- максимальное значение хорды в чипе структуры МДП [мкм]; a - ширина чипа структуры МДП; b - длина чипа; c - высота чипа, [мкм] из табл.ПА.2 Приложения «A»; K g R
Figure 00000036
- константа радиационной генерации носителей заряда из табл.ПА.1 Приложения «А» для МУ и одиночной ТЗЧ, К л с м 3 р а д ( S i )
Figure 00000037
; f y R
Figure 00000038
- предельное значение доли нерекомбинированного радиационно-индуцированного заряда в структуре МДП при воздействии излучения МУ и одиночной ТЗЧ в присутствии приложенного электрического поля напряженностью E, [MB·см-1], из табл.ПА.1 Приложения «A»; B d e R
Figure 00000039
- фактор дозового накопления в структуре КНД гамма-рентгеновского излучения МУ со спектром квантов RS и одиночной ТЗЧ из табл.ПА.1 Приложения «А», отн. ед.The following constant values are accepted: ρ = 2.33 g · cm -3 for Si; s max = a 2 + b 2 + c 2
Figure 00000035
- the maximum value of the chord in the chip structure MDP [μm]; a is the chip width of the TIR structure; b is the length of the chip; c is the height of the chip, [μm] from Table PA.2 of Appendix "A"; K g R
Figure 00000036
- the constant of radiation generation of charge carriers from Table PA.1 of Appendix A for MU and single TZCh, TO l from m 3 R but d ( S i )
Figure 00000037
; f y R
Figure 00000038
- the limit value of the fraction of non-recombinant radiation-induced charge in the MIS structure when exposed to radiation from the MI and a single TZZ in the presence of an applied electric field of intensity E, [MB · cm -1 ], from Table PA.1 of Appendix “A”; B d e R
Figure 00000039
- the factor of dose accumulation in the structure of the directivity gain of gamma-x-ray radiation of MU with the spectrum of quanta RS and single TZCh from table PA.1 of Appendix “A”, rel. units

Для учета кинетики накопления и релаксации заряда радиационно-индуцированных носителей в электрическом поле величину коэффициента f y R

Figure 00000040
определяют из соотношения (2) для энергии рентгеновских квантов EX-Ray=0,01-0,3 МэВ и (3) для энергии гамма-рентгеновских квантов ИЯР или рентгеновских квантов ЭФУ с энергией ЕЯР, X-Ray=1…6 МэВ. Для учета конструктивных особенностей транзисторной структуры КНД, для оценки величины фактора дозового накопления B d e R
Figure 00000041
используют зависимость величины B d e R
Figure 00000041
от толщины подзатворного оксида tox в виде (4) для энергии квантов 10 кэВ и напряженности электрического поля E=1…6 МВ·см-1. Для ИИ ИЯР, ЭФУ, одиночной ТЗЧ с энергией квантов ЕИЯР, ЭФУ, ТЗЧ≥1 МэВ принимают величину B d e R 1
Figure 00000042
.To take into account the kinetics of accumulation and relaxation of the charge of radiation-induced carriers in an electric field, the coefficient f y R
Figure 00000040
determined from relation (2) for the energy of x-ray quanta E X-Ray = 0.01-0.3 MeV and (3) for the energy of gamma-ray quanta of INR or X-ray quanta of EFU with energy E NR, X-Ray = 1 ... 6 MeV To take into account the design features of the transistor structure of the KND, to assess the value of the dose accumulation factor B d e R
Figure 00000041
use the dependence of the value B d e R
Figure 00000041
from the thickness of the gate oxide t ox in the form (4) for a quantum energy of 10 keV and an electric field strength E = 1 ... 6 MV · cm -1 . For AI INR, EFU, single TZCh with energy of quanta E INR, EFU, TZH ≥1 MeV take the value B d e R one
Figure 00000042
.

При изготовлении диэлектрика подзатворного оксида структуры МДП на основе диоксида кремния (М=SiO2) константы радиационной генерации в нем электронно-дырочных пар принимают равными K g R = 1,4 10 6

Figure 00000043
Кл·см-3·рад(SiO2)-1 для источника рентгеновского излучения с энергией 10 кэВ и K g R = 1,3 10 6
Figure 00000044
Кл·см-3·рад(SiO2)-1 для ИЯР или ЭФУ. Величину K g I
Figure 00000045
для ТЗЧ вычисляют с использованием соотношения (ПА.23) Приложения «A», а величины f y R
Figure 00000038
и f y I
Figure 00000046
для соответствующих значений энергий из соотношений, приведенных в табл.ПА.1.In the manufacture of a dielectric of a gate oxide of a MIS structure based on silicon dioxide (M = SiO 2 ), the radiation generation constants of electron-hole pairs in it are taken equal to K g R = 1.4 10 - 6
Figure 00000043
C · cm -3 · rad (SiO 2 ) -1 for an x-ray source with an energy of 10 keV and K g R = 1.3 10 - 6
Figure 00000044
CL · cm -3 · rad (SiO 2 ) -1 for INR or EFU. Magnitude K g I
Figure 00000045
for TZCh calculated using the ratio (PA.23) Appendix "A", and the values f y R
Figure 00000038
and f y I
Figure 00000046
for the corresponding energies from the ratios given in Table PA.1.

Величину RDEF вычисляют с использованием соотношения (1) (или (ПА.24) Приложение «А»). Данные расчетов, для рентгеновского излучения ЭФУ с энергией квантов 10 кэВ, ТЗЧ с L E T T H = 28 М э В с м 2 м г

Figure 00000047
, для источников гамма-рентгеновского излучения ИЯР, гамма-квантов нуклидного источника Co60 приведены в табл.1 для транзисторных структур МДП различного класса мощности: низкой (low - «L»); средней (middle - «M»); большой (big - «B»).The RDEF value is calculated using the relation (1) (or (PA.24) Appendix “A”). Calculation data, for X-ray radiation of EFU with a quantum energy of 10 keV, TZCh with L E T T H = 28 M uh AT from m 2 m g
Figure 00000047
, for gamma-ray radiation sources of INR, gamma-quanta of the nuclide source Co 60 are given in Table 1 for MIS transistor structures of various power classes: low (low - “L”); middle (middle - “M”); large (big - "B").

Таблица 1Table 1 Источник ИИAI source           K Σ , К л с м 3 × р а д ( S i )

Figure 00000048
K Σ , TO l from m - 3 × R but d ( S i )
Figure 00000048
X-Ray c EX-Ray=10 кэВX-Ray c E X-Ray = 10 keV ИЯР, Co60 Еγ-кв.≥1 МэВINR, Co 60 E gamma ≥1 MeV Значение RDEFRDEF value «L»↓↑"L" ↓ ↑ 5,365.36 ≈11,09≈11.09 -- «М»↓↑"M" ↓ ↑ 4,434.43 ≈7,08≈7.08 -- «В»↓↑"B" ↓ ↑ 5,365.36 ≈1,85≈1.85 -- «L»↓↑"L" ↓ ↑ 6,916.91 -- ≈14,31≈14.31 «M»↓↑"M" ↓ ↑ 5,745.74 -- ≈11,63≈11.63 «B»↓↑"B" ↓ ↑ 5,365.36 -- ≈0,18≈0.18 «L»↔"L" ↔ 5,365.36 ≈90,90≈90.90 -- «M»↔"M" ↔ 4,434.43 ≈73,58≈73,58 -- «B»↔"B" ↔ 5,365.36 ≈1,51≈1.51 -- «L»↔"L" ↔ 6,916.91 -- ≈117,45≈117.45 «M»↔"M" ↔ 5,745.74 -- ≈105,53≈105.53 «B»↔"B" ↔ 5,365.36 -- ≈1,51≈1.51 Примечания: 1) «L», «M», «B» - обозначения транзисторов малой, средней и большой мощности, соответственно;Notes: 1) “L”, “M”, “B” - designations of transistors of small, medium and high power, respectively; 2) «↓↑» - нормальное к поверхности структуры МДП падение ТЗЧ,2) "↓ ↑" - normal to the surface of the TIR structure drop TZCh, 3) «↔» - продольное перемещение ТЗЧ в структуре МДП.3) “↔” - longitudinal movement of the TZCh in the TIR structure.

С целью удешевления испытаний эквивалентную поглощенную дозу гамма-рентгеновского излучения ИЯР или рентгеновского излучения ЭФУ со спектром RS определяют с использованием соотношения (5).In order to reduce the cost of testing, the equivalent absorbed dose of gamma-ray radiation from INR or X-ray radiation from an EFU with RS spectrum is determined using relation (5).

Для учета конструктивных особенностей транзисторной структуры МОП/КНД, для оценки величины LETTH от ТЗЧ в структурах МДП с толщиной подзатворного оксида tox≤40 нм используют соотношение (6).To take into account the design features of the MOS / KND transistor structure, to estimate the LETTH value from the SLC in MIS structures with a gate oxide thickness t ox ≤40 nm, relation (6) is used.

Результаты оценки чувствительности структур МДП к эффектам SEE сведены в табл.2. Индексом «1)» в отмечены значения LETTH, которые свидетельствуют о чувствительности структур МДП данного класса мощности к SEE от ТЗЧ. Индексом «2)» отмечены структуры МОП, не требующие анализа на чувствительность к SEE. Это означает, что транзисторы малой мощности подвержены эффектам SEE от ТЗЧ только под определенным углом падения ТЗЧ. Индексом «3)» отмечена возможность тотальной ионизации транзисторных структур независимо от величины LETTH. Критерии оценки чувствительность приборов к действию факторов КП приняты из табл.3.The results of assessing the sensitivity of MDP structures to SEE effects are summarized in Table 2. The index “1)” in indicates the values of LET TH , which indicate the sensitivity of the TIR structures of this power class to SEE from TZCh. The “2)” index indicates MOS structures that do not require analysis of sensitivity to SEE. This means that low-power transistors are prone to SEZ effects from the current transformer only at a certain angle of incidence of the current transformer. Index “3)” indicates the possibility of total ionization of transistor structures, regardless of the value of LET TH . Criteria for assessing the sensitivity of devices to the action of KP factors are taken from Table 3.

Аппроксимируя зависимость на Фиг.3 поперечного сечения σ [ ч а с т и ц с м 2 ]

Figure 00000049
чувствительности приборов к SEE от ТЗЧ от LET [ М э в с м 2 м г ]
Figure 00000050
ступенчатой функцией, определяют поток частиц для случая LET<LETTH, достаточный для образования SEE.Approximating the dependence in figure 3 of the cross section σ [ h but from t and c from m 2 ]
Figure 00000049
sensitivity of devices to SEE from LZT from LET [ M uh at from m 2 m g ]
Figure 00000050
step function, determine the particle flux for the case LET <LET TH , sufficient for the formation of SEE.

Таблица 2table 2 Мощность транзистораTransistor power Значения LETTH, МэВ·см2/мгThe values of LET TH , MeV · cm 2 / mg Для ТЗЧFor TZCh Для X-Ray, Co60 For X-Ray, Co 60 s max 2

Figure 00000051
, мкм2 s max 2
Figure 00000051
μm 2 LETTH Let th s max 2
Figure 00000052
s max 2
Figure 00000052
LETTH Let th МалаяSmall 821821 63,42) 63.4 2) 256256 343) 34 3) СредняяAverage 10081008 701) 70 1) 515515 48,13) 48.1 3) БольшаяBig 8040080400 628,51) 628.5 1) 5,6×107 5.6 × 10 7 1,6×1043) 1.6 × 10 43)

Таблица 3Table 3 LETTH приборовLet th appliances Внешние воздействия для анализаExternal influences for analysis <10 МэВ·см2/мг<10 MeV · cm 2 / mg ТЗЧ, захваченные протоны, протоны солнечного ветраTZCH, captured protons, solar wind protons 10-100 МэВ·см2/мг10-100 MeV · cm 2 / mg ТЗЧTZCh >100 МэВ·см2/мг> 100 MeV cm 2 / mg Анализа не требуетсяNo analysis required

Для этого используют то обстоятельство, что поперечное сечение A, чувствительного объема (ЧО) структур МДП мощности «L» и «M» по данным табл.ПА.2 Приложения «A» равно поперечному сечению σSEE(LETTY) для для SEE на Фиг.3, т.е. At=L×B=σSEE(LETTH). Обратная величина сечения σSEE(LETTH) позволяет оценить величину критического потока частиц, для которого только одна частица с вероятностью 1 попадает в ЧО структуры МДП. С использованием данных табл.ПА.2 L=17,5 мкм=1,75-10-3 и B=3,0 мкм=3,0·10-4 см оценка величины сечения дает значение σSEE(LETTH)=5,25·10-7 см2, а величина критического потока частиц равна φcrit=1,9·106 част.см-2.To do this, use the fact that the cross-section A, sensitive volume (BH) of the TIR structures of power “L” and “M” according to Table PA.2 of Appendix “A” is equal to the cross-section σ SEE (LET TY ) for for SEE on Figure 3, i.e. A t = L × B = σ SEE (LET TH ). The reciprocal cross section σ SEE (LET TH ) allows us to estimate the critical particle flux, for which only one particle with probability 1 falls into the BH of the MIS structure. Using the data of Table PA.2, L = 17.5 μm = 1.75-10 -3 and B = 3.0 μm = 3.0 · 10 -4 cm, an estimate of the cross section gives the value of σ SEE (LET TH ) = 5.25 · 10 -7 cm 2 and the critical particle flux is φ crit = 1.9 · 10 6 frequent . cm -2 .

Используя значения LETTH из табл.2 и подставляя их значения в (5) для smax=28,4 мкм и соответствующих значений RDEF из табл.1 получают с учетом критериев табл.3 значения эквивалентных доз DR(γ-кв.1 МэВ-экв.-(Si)), которые сведены в табл.4. Величина P R = d D R d t D R τ P R

Figure 00000053
, где τ P R
Figure 00000054
- длительность импульса МУ, PR - предельная мощность дозы для квантов с энергией ~1 МэВ, обеспечивающая эквивалентную ионизацию ЧО для плотности потока φcrit=1,9·106 част.см-2.Using the LET TH values from Table 2 and substituting their values in (5) for s max = 28.4 μm and the corresponding RDEF values from Table 1, taking into account the criteria in Table 3, the equivalent dose values D R (γ-sq. 1 MeV-eq .- (Si)), which are summarized in table 4. Value P R = d D R d t D R τ P R
Figure 00000053
where τ P R
Figure 00000054
is the pulse duration of the ME, P R is the limiting dose rate for quanta with an energy of ~ 1 MeV, which provides equivalent ionization of the HO for the flux density φ crit = 1.9 · 10 6 part.cm -2 .

Таблица 4Table 4 Класс мощности транзисторов МДП и условия падения ТЗЧPower class of MIS transistors and conditions for the fall of the TZCh Значения RDEFRDEF Values LETTH, М э В с м 2 г × 10 3

Figure 00000055
Let th M uh AT from m 2 g × 10 3
Figure 00000055
DR, мрад(Si)D R mrad (Si) МУMU PR, (Si).c-1 P R , (Si) .c -1 «L»↓↑"L" ↓ ↑ 11,0911.09 63,463,4 704704 Х-Ray ЭФУX-ray torch 1,41·107 1.4110 7 «M»↓↑"M" ↓ ↑ 7,097.09 70,070.0 497497 9,95·106 9.9510 6 «L»↔"L" ↔ 90,9090.90 63,463,4 57605760 γ-кв. ИЯР, Со60 γ-square INR, Co 60 2,57·105 2.57 · 10 5 «M»↔"M" ↔ 73,5873.58 70,070.0 73807380 3,69·105 3.6910 5 Примечания: 1) длительность импульса источника X-Ray-τX-Ray=50 нс; Notes: 1) X-Ray-τ X-Ray source pulse width = 50 ns; 2) длительность импульса ИЯР-τ=2 мс.2) the duration of the INR pulse is τ = 2 ms.

С целью повышения достоверности определения интегральной величины констант F Σ = K g R × f y R × B d e R

Figure 00000056
ее значение рассчитывают из соотношения (7), которое в дальнейшем используют для определения величин RDEF и эквивалентной дозы DR(γ-кв.RS-экв.-(M)) моделирующего SEE источника гамма-рентгеновского излучения БИС технологии КМОП/КНД аналогичной технологии и конструктива. Так при подстановке в (7) данных, соответствующих структурам («L»↓↑) и («M»↓↑): KΣ и RDEF из табл.1; a=L, b=B, smax из табл.ПА.2 Приложения «A», c=tПС=3,5·10-5 см; w=3,6·10-6 МэВ; g = 8,1 10 12 e h p с м 3 р а д ( S i O 2 )
Figure 00000057
; LETTH из (ПА.29) Приложения «A», получают расчетные значения DR или PR для аналогичных структур МДП по конструкции и электрическим режимам эксплуатации. При smax=28,8 мкм, L=17,5 мкм, B=3 мкм величина L E T T H = 63,65 М э в с м 2 м г
Figure 00000058
, а величина K Σ = 8,57 К л с м 2 р а д ( S i )
Figure 00000059
для структур («L»↓↑) и K Σ = 6,46 К л с м 2 р а д ( S i )
Figure 00000060
для структур («M»↓↑).In order to increase the reliability of determining the integral value of constants F Σ = K g R × f y R × B d e R
Figure 00000056
its value is calculated from relation (7), which is then used to determine the RDEF values and the equivalent dose D R (γ-sq. RS-equiv .- (M)) of the SEE simulating source of gamma-ray radiation BIS technology CMOS / KND similar technology and constructive. So when substituting in (7) the data corresponding to the structures (“L” ↓ ↑) and (“M” ↓ ↑): K Σ and RDEF from Table 1; a = L, b = B, s max from Table PA.2 of Appendix “A”, c = t PS = 3.5 · 10 -5 cm; w = 3.6 · 10 -6 MeV; g = 8.1 10 12 e h p from m 3 R but d ( S i O 2 )
Figure 00000057
; LET TH from (PA.29) of Appendix “A”, the calculated values of D R or P R for similar TIR structures in terms of design and electrical operating conditions are obtained. With s max = 28.8 μm, L = 17.5 μm, B = 3 μm, the value L E T T H = 63.65 M uh at from m 2 m g
Figure 00000058
, and the value K Σ = 8.57 TO l from m 2 R but d ( S i )
Figure 00000059
for structures (“L” ↓ ↑) and K Σ = 6.46 TO l from m 2 R but d ( S i )
Figure 00000060
for structures (“M” ↓ ↑).

Таким образом, результаты исследований радиационной стойкости к воздействию гамма-рентгеновского излучения ИЯР и ЭФУ могут быть использованы для определения стойкости к SEE от ТЗЧ с применением соответствующих коэффициентов RDEF. Поэтому предложенный способ, предполагающий только облучение гамма-рентгеновским излучением ИЯР или ЭФУ, позволяет существенно снизить стоимость испытаний, уменьшить их объем и повысить достоверность результатов испытаний.Thus, the results of studies of radiation resistance to the effects of gamma-ray radiation of INR and EFU can be used to determine the resistance to SEE from TZZ using the appropriate RDEF coefficients. Therefore, the proposed method, which involves only irradiation with gamma-ray radiation of INR or EFU, can significantly reduce the cost of the tests, reduce their volume and increase the reliability of the test results.

Установлена зависимость эквивалентной дозы гамма-рентгеновского излучения ИЯР или ЭФУ по критерию эквивалентности радиационно-индуцированного критического заряда Qc с величиной L E T T H [ М э в с м 2 м г ]

Figure 00000061
, что позволяет выбирать режимы испытаний БИС технологии КМОП/КНД с учетом конструктивных особенностей и электрического режима эксплуатации на основании как расчетных, так и экспериментальных значении L E T T H [ М э в с м 2 м г ]
Figure 00000062
.The dependence of the equivalent dose of gamma-ray radiation of INR or EFU was established by the criterion of equivalence of the radiation-induced critical charge Q c with the value L E T T H [ M uh at from m 2 m g ]
Figure 00000061
that allows you to choose the test modes LSI technology CMOS / KND taking into account the design features and electrical mode of operation based on both the calculated and experimental values L E T T H [ M uh at from m 2 m g ]
Figure 00000062
.

Величина эквивалентной дозы гамма-рентгеновского излучения ИЯР или ЭФУ приведена к энергии квантов Еγ, X-Ray=1 МэВ - экв., что позволяет использовать МУ с произвольным спектром FS ИИ.The value of the equivalent dose of gamma-ray radiation from INR or EFU is reduced to the energy of quanta E γ, X-Ray = 1 MeV - equiv., Which allows the use of MU with an arbitrary spectrum of FS II.

ПРИЛОЖЕНИЕ «A»: ОЦЕНКА ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ДОЗЫ ИСТОЧНИКА ИМПУЛЬСНОГО ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭФФЕКТОВ ЕДИНИЧНОГО СБОЯ (SEE) ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЗЧ (ИОНОВ) КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВАAPPENDIX A: EVALUATION OF AN EQUIVALENT DOSE OF A SOURCE OF PULSED IONIZING RADIATION FOR MODELING THE EFFECTS OF A SINGLE FAULT (SEE) FROM THE INFLUENCE OF THE SPACE (IONS) OF SPACE

При воздействии радиационно-индуцированного заряда в треке ТЗЧ (иона) излучения КП в активной структуре МДП формируется «нить» распределенного электрического заряда, который формирует в нагрузке импульс, приводящий к появлению SEE. Из-за достаточно редкого явления взаимодействия ТЗЧ со структурой МДП прибор генерирует такие импульсы в «счетном» режиме, т.е. импульс тока в нагрузке генерируется при попадании каждой ТЗЧ в чувствительный объем (Фиг.1). При воздействии импульса гамма-рентгеновского излучения МУ такой «счетчик» работает в интегральном режиме в отличие от счетного режима в случае воздействия ионов и протонов. Поэтому длительность электрического импульса будет определяться длительностью самого воздействия от источника ИИ (в диапазоне от десятков наносекунд до десятков микросекунд и миллисекунд для ИЯР). Если энергия частицы равна Е (МэВ), а энергия образования одной электронно-дырочной пары (ehp) в данном материале равна wehp(MЭB), то полное число генерируемых излучением пар равноUnder the influence of a radiation-induced charge in the SQ (ion) track of the KP radiation, a “filament” of a distributed electric charge is formed in the active MIS structure, which forms a pulse in the load, which leads to the appearance of SEE. Due to the rather rare phenomenon of the interaction between the TZZh and the MIS structure, the device generates such pulses in the “counting” mode, i.e. a current pulse in the load is generated when each SLC falls into the sensitive volume (Figure 1). Under the influence of a pulse of gamma-x-ray radiation MU such a "counter" operates in the integral mode, in contrast to the counting mode in the case of exposure to ions and protons. Therefore, the duration of the electric pulse will be determined by the duration of the exposure from the AI source (in the range from tens of nanoseconds to tens of microseconds and milliseconds for INR). If the particle energy is equal to E (MeV), and the energy of formation of one electron-hole pair (ehp) in this material is equal to w ehp (MEB), then the total number of pairs generated by radiation is

N e h p = E w e h p , e h p . ( П А .1 )

Figure 00000063
N e h p = E w e h p , e h p . ( P BUT .one )
Figure 00000063

Для линейных потерь энергии частиц LETL можно записать:For linear particle energy loss LET L, we can write:

L E T L ( М э В с м ) = L E T ( М э в × с м 2 г ) × ρ ( г с м 3 ) , ( П А .2 )

Figure 00000064
L E T L ( M uh AT from m ) = L E T ( M uh at × from m 2 g ) × ρ ( g from m 3 ) , ( P BUT .2 )
Figure 00000064

где: LET - массовые потери энергии ТЗЧ; ρ - плотность материала M, тогда полные потери энергии на длине хорды выделенного чувствительного объема (ЧО) структуры МДП составятwhere: LET - mass loss of energy TZCh; ρ is the density of the material M, then the total energy loss along the chord length of the allocated sensitive volume (PR) of the MIS structure will be

E t o t I = L E T L × s max ( М э в ) ( П А .3 )

Figure 00000065
E t o t I = L E T L × s max ( M uh at ) ( P BUT .3 )
Figure 00000065

Здесь длина максимальной хорды smax структуры МДП дается в см.Here, the length of the maximum chord s max of the MIS structure is given in cm.

Для более корректной оценки генерации зарядов необходимо располагать данными о постоянной генерации K g R , I

Figure 00000066
, предельных значениях f y R , I
Figure 00000067
и B d e R , I
Figure 00000068
. Здесь K g R
Figure 00000069
- постоянная генерации носителей заряда, [Кл см-3.рад(M)-1]; f y R
Figure 00000070
- предельное значение доли нерекомбинированного радиационно-индуцированного заряда; B deg R
Figure 00000071
- фактор дозового накопления гамма-рентгеновского излучения МУ со спектром квантов RS, a K g I
Figure 00000072
, f y I
Figure 00000073
, B d e I
Figure 00000074
- такие же константы для ионов КП. В большинстве измерений эти величины не могут быть селектированы без принятия определенных допущений.For a more correct estimation of charge generation, it is necessary to have data on constant generation K g R , I
Figure 00000066
limit values f y R , I
Figure 00000067
and B d e R , I
Figure 00000068
. Here K g R
Figure 00000069
- constant generation of charge carriers, [C cm -3. rad (M) -1 ]; f y R
Figure 00000070
- the limit value of the fraction of unrecombined radiation-induced charge; B deg R
Figure 00000071
is the factor of dose accumulation of gamma-x-ray radiation of the MU with the spectrum of quanta RS, a K g I
Figure 00000072
, f y I
Figure 00000073
, B d e I
Figure 00000074
are the same constants for KP ions. In most measurements, these values cannot be selected without making certain assumptions.

Первое состоит в оценке величины константы K g R , I

Figure 00000075
при «неопределенной толщине оксида». Для получения оценки это величины необходимо использовать соотношениеThe first is to evaluate the constant K g R , I
Figure 00000075
with an "indefinite oxide thickness." To obtain an estimate of this value, it is necessary to use the relation

I p p R , I = A G t o x d ρ R , I d t = A G t o x [ K g R I ( E R ) f y R , I ( E , E R ) B d e R , I ( E R , t o x ) ] × d D R , I d t , ( П А .4 )

Figure 00000076
I p p R , I = A G t o x d ρ R , I d t = A G t o x [ K g R I ( E R ) f y R , I ( E , A. E R ) B d e R , I ( E R , t o x ) ] × d D R , A. I d t , ( P BUT .four )
Figure 00000076

где: I p p R , I

Figure 00000077
- величина ионизационного тока от воздействия ИИ МУ («R») или ТЗЧ («I»); AG - площадь затвора; tox - толщина подзатворного оксида; d D R , I d t = P R , I
Figure 00000078
- мощность дозы ИИ, генерируемого МУ («R») или источником ТЗЧ («I»); ER - энергия ИИ в соответствующих единицах; E - напряженность электрического поля. При введении параметра I R , I * = I R , I / ( A G t o x P R , I )
Figure 00000079
зависимость нормализованного тока проводимости I R , I *
Figure 00000080
от величины t o x 1
Figure 00000081
позволяет оценить наклон кривой I R , I * = f ( t o x 1 )
Figure 00000082
, т.е. обобщенный коэффициент K Σ = [ K g R , I ( E R ) f y R , I ( E , E R ) B d e R , I ( E R , t o x ) ]
Figure 00000083
при соблюдении условий:Where: I p p R , I
Figure 00000077
- the value of the ionization current from the impact of AI MU ("R") or TZCh ("I"); A G is the area of ​​the shutter; t ox is the thickness of the gate oxide; d D R , I d t = P R , I
Figure 00000078
- the dose rate of the AI ​​generated by the MU ("R") or the source of TZCh ("I"); E R - AI energy in appropriate units; E is the electric field strength. When entering a parameter I R , I * = I R , I / ( A G t o x P R , I )
Figure 00000079
dependence of normalized conduction current I R , I *
Figure 00000080
from value t o x - one
Figure 00000081
allows you to estimate the slope of the curve I R , I * = f ( t o x - one )
Figure 00000082
, i.e. generalized coefficient K Σ = [ K g R , I ( E R ) f y R , I ( E , A. E R ) B d e R , I ( E R , t o x ) ]
Figure 00000083
subject to the conditions:

- вариации толщин оксидных пленок в подзатворном узле структуры МДП от 20 до 800 нм;- variations in the thickness of oxide films in the gate node of the MIS structure from 20 to 800 nm;

- вариации напряженности электрического поля в оксиде от 0,01 до 6 МВ·см-1;- variations in the electric field in the oxide from 0.01 to 6 MV · cm -1 ;

- величины поглощенных доз в оксиде, не вызывающих искажения электрического поля от 0,5 до 1 крад(SiO2).- the values of the absorbed doses in the oxide, not causing distortion of the electric field from 0.5 to 1 krad (SiO 2 ).

Экстраполяция данных в (ПА.4) позволила получить в [6] значение K g R

Figure 00000084
без усиления дозы (т.е. B d e I = 1
Figure 00000085
).Extrapolation of the data in (PA.4) made it possible to obtain in [6] the value K g R
Figure 00000084
no dose enhancement (i.e. B d e I = one
Figure 00000085
)

K g R = ( 1,38 ± 0,14 ) 10 16 К л с м 3 р а д ( S i O 2 ) 1 ( П А .5 )

Figure 00000086
K g R = ( 1.38 ± 0.14 ) 10 - 16 TO l from m - 3 R but d ( S i O 2 ) - one ( P BUT .5 )
Figure 00000086

Вторым этапом является оценка фактора дозового накопления B d e R , I

Figure 00000087
. Для этого используют зависимость B d e R , I
Figure 00000088
от толщины оксида tox. Чем толще оксид, тем меньше величина Bde, т.к. величина поглощенной дозы дается приведенной по всей толщине подзатворного оксида. Для энергии квантов ER=10 кэВ при tox=800 нм фактор Bde=1,1, а при толщине tox=100 нм его величина оценивается как 1,5…1,6. На основании этого зависимость B d e R , I = f ( t o x )
Figure 00000089
вводят соотношением для ER=10 кэВThe second step is to assess the dose accumulation factor B d e R , I
Figure 00000087
. To do this, use the dependency B d e R , I
Figure 00000088
from oxide thickness t ox . The thicker the oxide, the lower the value of B de , because the absorbed dose value is given over the entire thickness of the gate oxide. For the quantum energy E R = 10 keV at t ox = 800 nm, the factor B de = 1.1, and at a thickness t ox = 100 nm, its value is estimated as 1.5 ... 1.6. Based on this dependence B d e R , I = f ( t o x )
Figure 00000089
introduced by the ratio for E R = 10 keV

B d e R , I = 1,4857 6,43 10 4 t o x . ( П А .6 )

Figure 00000090
B d e R , I = 1,4857 - 6.43 10 - four t o x . ( P BUT .6 )
Figure 00000090

Величина tox в (ПА.6) - в нм.The value of t ox in (PA.6) is in nm.

При определении доли нерекомбинированного радиационно-индуцированного заряда используют соотношение [6]When determining the fraction of non-recombinant radiation-induced charge, use the ratio [6]

f y R ( E ) = [ 1,30 / ( E + 0,113 ) ] 1 . ( П А .7 )

Figure 00000091
f y R ( E ) = [ 1.30 / ( E + 0.113 ) ] - one . ( P BUT .7 )
Figure 00000091

Величина напряженности электрического поля в (ПА.7) приведена в единицах [MB·см-1].The magnitude of the electric field in (PA.7) is given in units of [MB · cm -1 ].

Для нуклидного источника Bde эта величина равна [6]For a nuclide source B de this value is [6]

f y C o 60 = f y 10 М э В = [ 0,27 / ( E + 0,084 ) + 1 ] 1 . ( П А .8 )

Figure 00000092
f y C o - 60 = f y 10 - M uh AT = [ 0.27 / ( E + 0,084 ) + one ] - one . ( P BUT .8 )
Figure 00000092

Транзисторы МДП бывают со встроенным р-n-переходом (JFET) и с полевым затвором (MOSFET). Первые имеют толщину диэлектрической пленки порядка 20-760 нм, вторые 500-700 нм. Облучение первых происходит при напряженности электрического поля «затвор-исток» EGS~1,25МВ·см-1, причем сток (D), исток (S) и подложка (Substrate) бывают подсоединены к точке «нулевого» потенциала. Облученные в той же конфигурации транзисторы MOSFET имели напряженность электрического поля порядка EGS~0,1÷0,5 MB·см-1. Удовлетворительная корреляция наблюдается при облучении структур МОП источниками ИИ при фиксированной напряженности электрического поля. В [6] предложена связь полной интегральной дозы двух источников ИИ в видеMOS transistors come with an integrated pn junction (JFET) and a field shutter (MOSFET). The former have a dielectric film thickness of the order of 20-760 nm, the latter 500-700 nm. The former are irradiated at a gate-source electric field strength E GS ~ 1.25 MV · cm -1 , with drain (D), source (S) and substrate (Substrate) being connected to the point of “zero” potential. MOSFET transistors irradiated in the same configuration had an electric field strength of the order of E GS ~ 0.1 ÷ 0.5 MB · cm -1 . A satisfactory correlation is observed when the MOS structures are irradiated with AI sources at a fixed electric field strength. In [6], the relationship of the total integral dose of two sources of AI in the form of

D R = K g I f y I B d e I K g R f y R B d e R D 1 , ( П А .9 )

Figure 00000093
D R = K g I f y I B d e I K g R f y R B d e R D one , ( P BUT .9 )
Figure 00000093

Значения K g R

Figure 00000094
, f y R
Figure 00000095
, B d e R
Figure 00000096
определяют на основании рассмотренных данных, а также преобразовывают их в соответствующие значения для эталонного нуклидного источника Co60: K g C o 60
Figure 00000097
, f y C o 60
Figure 00000098
, K d e C o 60
Figure 00000099
(табл.ПА.1).Values K g R
Figure 00000094
, f y R
Figure 00000095
, B d e R
Figure 00000096
determined on the basis of the data reviewed, and also converted to the appropriate values for the reference nuclide source Co 60 : K g C o - 60
Figure 00000097
, f y C o - 60
Figure 00000098
, K d e C o - 60
Figure 00000099
(Table PA.1).

При средней энергии гамма-квантов ИИ 1 МэВ постоянная генерации ehp равна для Si и SiO2 [5]At an average energy of gamma quanta of AI 1 MeV, the generation constant ehp is equal for Si and SiO 2 [5]

g ( γ к в .1 М э В ) = 4,05 × 10 13 [ e h p с м 3 × р а д ( S i ) ] ; ( П А .10 )

Figure 00000100
g ( γ - to at .one M uh AT ) = 4.05 × 10 13 [ e h p from m 3 × R but d ( S i ) ] ; ( P BUT .10 )
Figure 00000100

g ( γ к в .1 М э В ) = 8,1 × 10 12 [ e h p с м 3 × р а д ( S i O 2 ) ] . ( П А .11 )

Figure 00000101
g ( γ - to at .one M uh AT ) = 8.1 × 10 12 [ e h p from m 3 × R but d ( S i O 2 ) ] . ( P BUT .eleven )
Figure 00000101

Таблица ПА.1Table PA.1 Источник ИИ / КонстантыAI Source / Constants Х-RayX ray ТЗЧTZCh ИЯР, Co60 INR, Co 60 Расчетное соотношениеEstimated Ratio ЗначениеValue Расчетное соотношениеEstimated Ratio ЗначениеValue Расчетное соотношениеEstimated Ratio ЗначениеValue K g R , I

Figure 00000102
, [ К л с м 3 р а д ( S i ) ]
Figure 00000103
K g R , I
Figure 00000102
, [ TO l from m 3 R but d ( S i ) ]
Figure 00000103
(ПА.5)(PA.5) 1,4·10-6 1.4 · 10 -6 (ПА.23)(PA.23) 6,48·10-6 1) 6.48 · 10 -6 1) (ПА.5)(PA.5) 1,3·10-6 1.3 · 10 -6 f y I
Figure 00000104
f y I
Figure 00000104
(ПА.7)2) (PA.7) 2) 0,5952) 0.595 2) =smin/smin = s min / s min ≈13) ≈1 3) (ПА.8)2) (PA.8) 2) 0,7722) 0.772 2)
=smax/LL = s max / L L ≈14) ≈1 4) =smax/LM = s max / L M ≈0,835) ≈0.83 5) =smax/LB = s max / L B ≈16) ≈1 6) B d e R , I
Figure 00000105
B d e R , I
Figure 00000105
(ПА.6)(PA.6) ~1,457) ~ 1.45 7) (ПА.6)(PA.6) ≈17) ≈1 7) (ПА.6)(PA.6) ≈17) ≈1 7)
Примечания: 1) структуры МДП малого класса мощности;Notes: 1) TIR structures of a small power class; 2) для напряженности электрического поля E = V t o x = 5 B 6 10 6 с м = 0,83 М В с м 1
Figure 00000106
;
2) for electric field strength E = V t o x = 5 B 6 10 - 6 from m = 0.83 M AT from m - one
Figure 00000106
;
3) для пролета ТЗЧ по минимально возможной траектории Smin, сбор носителей заряда также с этой области; 3) for the passage of the TZZ along the smallest possible trajectory S min , the collection of charge carriers also from this region; 4) для пролета ТЗЧ по максимально возможной траектории smax, сбор носителей заряда по длине затвора LL структуры МДП малой мощности; 4) for the passage of the TZZ along the maximum possible trajectory s max , the collection of charge carriers along the gate length L L of the low-power TIR structure; 5) для пролета ТЗЧ по максимально возможной траектории smax, сбор носителей заряда по длине затвора LM структуры МДП средней мощности; 5) for the flight of TZCh along the maximum possible trajectory s max , the collection of charge carriers along the gate length L M of the medium-power TIR structure; 6) для пролета ТЗЧ по максимально возможной траектории smax, сбор носителей заряда по длине затвора LB структуры МДП большой мощности; 6) for the flight of TZCh along the maximum possible trajectory s max , the collection of charge carriers along the gate length L B of a high-power TIR structure; 7) для толщины оксида 60 нм (учитывают зависимость от энергии ТЗЧ и квантов). 7) for an oxide thickness of 60 nm (take into account the dependence on the energy of the TZZh and quanta).

При эквивалентной ионизации полного объема МОП-структуры от гамма-рентгеновского излучения ИИ и локального объема от ионов КП можно рассчитать эквивалентную дозу гамма-рентгеновского излучения DR, обеспечивающую такую же ионизацию, как и критическая плотность потока ионовWith equivalent ionization of the total volume of the MOS structure from the gamma-ray radiation of AI and the local volume from the ions of the KP, we can calculate the equivalent dose of gamma-ray radiation D R providing the same ionization as the critical density of the ion flux

D R ( γ к в . R S э к в . ( M ) ) = D I ( γ к в .1 М э В э к в . ( M ) ) | Q t = c o n s t . ( П А .12 )

Figure 00000107
D R ( γ - to at . R S - uh to at . - ( M ) ) = D I ( γ - to at .one M uh AT - uh to at . - ( M ) ) | Q t = c o n s t . ( P BUT .12 )
Figure 00000107

Здесь «RS» спектр (Radiation Spectrum) МУ, а «M» - материал, в котором поглощается энергия ИИ (M∝Si или M∝SiO2). Равенство (ПА. 12) также представляют в видеHere, the “RS” spectrum (Radiation Spectrum) is MU, and “M” is the material in which the energy of AI (M∝Si or M∝SiO 2 ) is absorbed. Equality (PA. 12) is also presented as

P R ( γ к в . R S э к в . ( M ) ) × τ P R = P I ( γ к в .1 М э В э к в . ( M ) ) × t П Р | Q t = c o n s t ,. ( П А . 1 3 )

Figure 00000108
P R ( γ - to at . R S - uh to at . - ( M ) ) × τ P R = P I ( γ - to at .one M uh AT - uh to at . - ( M ) ) × t P R | Q t = c o n s t ,. ( P BUT . one 3 )
Figure 00000108

где: PR, I - мощность поглощенной дозы соответствующих источников ИИ; τ P R

Figure 00000109
- длительность импульса ИИ МУ; tПР. - время пролета ТЗЧ через чувствительный объем, которое определяют из соотношенияwhere: P R, I is the absorbed dose rate of the corresponding sources of AI; τ P R
Figure 00000109
- pulse duration of AI MU; t PR - time flight TZCh through a sensitive volume, which is determined from the ratio

t П Р . = s max E 2 m Ч , ( П А .14 )

Figure 00000110
t P R . = s max E 2 m H , ( P BUT .fourteen )
Figure 00000110

где: E - энергия ТЗЧ; mЧ - масса ТЗЧ; smax - максимальная длина хорды в чувствительном объеме вдоль трека первичной частицы. При изотропном распределении частиц в пространстве время пролета будет варьироваться в зависимости от длины хорды, которая изменяется от толщины приборного слоя tПС при нормальном падении частиц до значения smax при практически продольном распространении частиц в тонком слое. Дозу DI из (ПА.12) определяют соотношениемwhere: E - energy TZCh; m H - mass TZCh; s max - the maximum length of the chord in the sensitive volume along the track of the primary particle. With an isotropic distribution of particles in space, the flight time will vary depending on the length of the chord, which varies from the thickness of the instrument layer t PS at normal particle incidence to s max with practically longitudinal particle propagation in a thin layer. The dose D I from (PA.12) is determined by the ratio

D I ( γ к в .1 М э В э к в . ( M ) ) = N e h p g ( γ к в .1 М э В э к в . ( M ) ) × ν = = L E T T H × ρ × s max w ( M ) × g ( γ к в .1 М э В э к в . ( M ) ) × ν ( П А .15 )

Figure 00000111
D I ( γ - to at .one M uh AT - uh to at . - ( M ) ) = N e h p g ( γ - to at .one M uh AT - uh to at . - ( M ) ) × ν = = L E T T H × ρ × s max w ( M ) × g ( γ - to at .one M uh AT - uh to at . - ( M ) ) × ν ( P BUT .fifteen )
Figure 00000111

D I ( γ к в .1 М э В э к в . ( M ) ) = L E T T H × ρ × s max w ( M ) × g ( γ к в .1 М э В э к в . ( M ) ) × ν , ( П А .16 )

Figure 00000112
D I ( γ - to at .one M uh AT - uh to at . - ( M ) ) = L E T T H × ρ × s max w ( M ) × g ( γ - to at .one M uh AT - uh to at . - ( M ) ) × ν , ( P BUT .16 )
Figure 00000112

Величина эквивалентной мощности дозы равна отношению (ПА.16) к (ПА.14)The equivalent dose rate is equal to the ratio (PA.16) to (PA.14)

P I ( γ к в .1 М э В э к в . ( M ) ) = D I ( γ к в .1 М э В ( M ) ) t П Р . [ р а д ( М ) / с ] . ( П А .17 )

Figure 00000113
P I ( γ - to at .one M uh AT - uh to at . - ( M ) ) = D I ( γ - to at .one M uh AT - ( M ) ) t P R . [ R but d ( M ) / from ] . ( P BUT .17 )
Figure 00000113

Согласование полной поглощенной дозы импульсного ИИ DR(γ-кв.RS-(M)) в структуре МДП от МУ со спектром RS с эквивалентной дозой от воздействия ТЗЧ DI(γ-кв.1 МэВ-экв.-(M)) из (ПА.12) производят с использованием соотношения (ПА.9) [6]Coordination of the total absorbed dose of pulsed AI D R (γ-square RS- (M)) in the MIS structure from MU with the RS spectrum with the equivalent dose from the effects of TZZh D I (γ-square 1 MeV-eq. (M)) from (PA.12) is produced using the ratio (PA.9) [6]

D R ( γ к в . R S э к в . ( M ) ) = K g I × f y I × B d e I K g R × y R × B d e R D I ( γ к в .1 М э В э к в . ( M ) ) , ( П А .18 )

Figure 00000114
D R ( γ - to at . R S - uh to at . - ( M ) ) = K g I × f y I × B d e I K g R × y R × B d e R D I ( γ - to at .one M uh AT - uh to at . - ( M ) ) , ( P BUT .eighteen )
Figure 00000114

Величину константы K g I

Figure 00000115
можно получить, отнеся величину критического заряда Gcrit=QC, создаваемую ТЗЧ в чувствительной области структуры МДП, к величине поглощенной дозы D, от воздействующей ТЗЧ:Value of the constant K g I
Figure 00000115
can be obtained by attributing the critical charge value G crit = Q C created by the TZC in the sensitive region of the MIS structure to the absorbed dose D from the acting TZC:

K g I [ К л с м 3 р а д ( М ) ] = Q C [ К л ] ν [ с м 3 ] × D I [ р а д ( М ) ] = ρ C [ К л с м 3 ] D I [ р а д ( М ) ] , ( П А .19 )

Figure 00000116
K g I [ TO l from m 3 R but d ( M ) ] = Q C [ TO l ] ν [ from m 3 ] × D I [ R but d ( M ) ] = ρ C [ TO l from m 3 ] D I [ R but d ( M ) ] , ( P BUT .19 )
Figure 00000116

где: ρC - плотность критического заряда; ν=a×b×c=A×tПС - объем ЧО; A=a×b - площадь поверхности ЧО; tПС=с=smin - толщина приборного слоя (Фиг.5). Величину QC принимают с учетом (ПА2), (ПА.3) равной [7]where: ρ C is the critical charge density; ν = a × b × c = A × t PS - the volume of HO; A = a × b is the surface area of the HO; t PS = s = s min - the thickness of the instrument layer (Figure 5). The value of Q C is taken into account (PA2), (PA.3) equal to [7]

Q C [ К л ] = q [ К л ] × E t o t I [ М э В ] w ( M ) [ М э В e h p ] = q [ К л ] × L E T T H [ М э В с м 2 г ] × ρ [ г с м 3 ] × s [ с м ] w e h p ( M ) [ М э В e h p ] , ( П А . 2 0 )

Figure 00000117
Q C [ TO l ] = q [ TO l ] × E t o t I [ M uh AT ] w ( M ) [ M uh AT e h p ] = q [ TO l ] × L E T T H [ M uh AT from m 2 g ] × ρ [ g from m 3 ] × s [ from m ] w e h p ( M ) [ M uh AT e h p ] , ( P BUT . 2 0 )
Figure 00000117

где s - соответствует длине пространственной хорды при падении единичной ТЗЧ под произвольными углами к лицевой (инверсной) поверхности чипа структуры (Фиг.5). Величину поглощенной дозы от одной ТЗЧ принимают приведенной к всему объему ЧО при произвольном значении длины хорды s и равной:where s - corresponds to the length of the spatial chord when a single TZZh falls at arbitrary angles to the front (inverse) surface of the chip structure (Figure 5). The value of the absorbed dose from one TZC is taken reduced to the entire volume of the HO for an arbitrary value of the chord length s and equal to:

D I [ р а д ( M ) ] = E t o t I [ М э В ] × 1,6 10 6 [ э р г М э В ] 100 [ э р г г р а д ( М ) ] × ρ [ г с м 3 ] × ν [ с м 3 ] , ( П А .21 )

Figure 00000118
D I [ R but d ( M ) ] = E t o t I [ M uh AT ] × 1,6 10 - 6 [ uh R g M uh AT ] one hundred [ uh R g g R but d ( M ) ] × ρ [ g from m 3 ] × ν [ from m 3 ] , ( P BUT .21 )
Figure 00000118

Подставляя (ПА.2) и (ПА.3) в (ПА.21), получаютSubstituting (PA.2) and (PA.3) in (PA.21), get

D I [ р а д ( M ) ] = L E T T H [ М э В с м 2 г ] × ρ [ г с м 3 ] × s [ с м ] × 1,6 10 6 [ э р г М э В ] 100 [ э р г г р а д ( М ) ] × ρ [ г с м 3 ] × ν [ с м 3 ] = = L E T T H [ М э В с м 2 г ] × s [ с м ] × 1,6 10 6 [ э р г М э В ] 100 [ э р г г р а д ( М ) ] × ν [ с м 3 ] . ( П А .22 )

Figure 00000119
D I [ R but d ( M ) ] = L E T T H [ M uh AT from m 2 g ] × ρ [ g from m 3 ] × s [ from m ] × 1,6 10 - 6 [ uh R g M uh AT ] one hundred [ uh R g g R but d ( M ) ] × ρ [ g from m 3 ] × ν [ from m 3 ] = = L E T T H [ M uh AT from m 2 g ] × s [ from m ] × 1,6 10 - 6 [ uh R g M uh AT ] one hundred [ uh R g g R but d ( M ) ] × ν [ from m 3 ] . ( P BUT .22 )
Figure 00000119

а величину константы K g I

Figure 00000120
из (ПА. 19) при подстановке (ПА.20) и (ПА.22) в видеand the value of the constant K g I
Figure 00000120
from (PA. 19) when substituting (PA.20) and (PA.22) in the form

K g I = q [ К л ] × L E T T H [ М э В с м 2 г ] × ρ [ г с м 3 ] × s [ с м ] × 100 [ э р г г р а д ( М ) ] × ν [ с м 3 ] ν [ с м 3 ] × w e h p ( M ) [ М э В e h p ] × L E T T H [ М э В с м 2 г ] × s [ с м ] × 1,6 10 6 [ э р г М э В ] = = q [ К л ] × ρ [ г с м 3 ] × 100 [ э р г г р а д ( М ) ] w e h p ( M ) [ М э В e h p ] × 1,6 10 6 [ э р г М э В ] [ К л с м 3 р а д ( M ) ] = ( П А .23 ) = 1,6022 10 19 [ К л ] × 2,33 [ г с м 3 ] × 10 2 [ э р г г р а д ( S i ) ] 3,6 10 6 ( S i ) [ М э В e h p ] × 1,6 10 6 [ э р г М э В ] = 6,48 10 6 [ К л с м 3 р а д ( S i ) ] .

Figure 00000121
K g I = q [ TO l ] × L E T T H [ M uh AT from m 2 g ] × ρ [ g from m 3 ] × s [ from m ] × one hundred [ uh R g g R but d ( M ) ] × ν [ from m 3 ] ν [ from m 3 ] × w e h p ( M ) [ M uh AT e h p ] × L E T T H [ M uh AT from m 2 g ] × s [ from m ] × 1,6 10 - 6 [ uh R g M uh AT ] = = q [ TO l ] × ρ [ g from m 3 ] × one hundred [ uh R g g R but d ( M ) ] w e h p ( M ) [ M uh AT e h p ] × 1,6 10 - 6 [ uh R g M uh AT ] [ TO l from m 3 R but d ( M ) ] = ( P BUT .23 ) = 1,6022 10 - 19 [ TO l ] × 2,33 [ g from m 3 ] × 10 2 [ uh R g g R but d ( S i ) ] 3.6 10 - 6 ( S i ) [ M uh AT e h p ] × 1,6 10 - 6 [ uh R g M uh AT ] = 6.48 10 - 6 [ TO l from m 3 R but d ( S i ) ] .
Figure 00000121

Аналогичное равенство можно записать для мощности дозы P1(γ-экв.RS-(M)).A similar equality can be written for the dose rate P 1 (γ-equiv. RS- (M)).

В (ПА.17) принимают K g R = 1,4 10 6

Figure 00000122
[Кл·см-3·рад(SiO2)-1] для источника рентгеновского излучения 10 кэВ и K g R = 1,3 10 6
Figure 00000123
[Кл·см-3·рад(SiO2)-1] для нуклидного источника Со60 [6].In (PA.17) accept K g R = 1.4 10 - 6
Figure 00000122
[C · cm -3 · rad (SiO 2 ) -1 ] for an X-ray source of 10 keV and K g R = 1.3 10 - 6
Figure 00000123
[C · cm -3 · rad (SiO 2 ) -1 ] for the nuclide source Co 60 [6].

В таблице ПА.2 приведены размеры чувствительных областей структур МДП в составе БИС технологии КМОП/КНД, принятые для расчета чувствительности к SEE и эффектам TID воздействии гамма-квантов МУ и рентгеновского излучения ЭФУ. При известных значениях параметров структур МДП и геометрических параметров по данным табл.ПА.2 проводят коррекцию результатов облучения на одном источнике на условия облучения на другом и вводят на основании (ПА.9) понятие коэффициента относительной эффективности, КОЭ (RDEF)Table PA.2 shows the sizes of the sensitive regions of the MIS structures as part of the CMOS / KND LIS technology adopted for calculating sensitivity to SEE and TID effects by gamma-ray quanta of MUs and X-ray radiation of EPCs. Given the known values of the parameters of the MIS structures and geometric parameters according to the data in Table PA.2, the results of irradiation at one source are corrected for the conditions of irradiation at another and the concept of relative efficiency coefficient, COE (RDEF) is introduced on the basis of (PA.9)

R D E F = D R ( γ к в . R S э к в . ( M ) ) L E T T H = K g I × f y I × B d e I × ρ × s max K g R × f y R × B d e R × w ( M ) × g ( γ к в .1 М э В э к в . ( M ) ) × ν | Q t = c o n s t ( П А .24 )

Figure 00000124
R D E F = D R ( γ - to at . R S - uh to at . - ( M ) ) L E T T H = K g I × f y I × B d e I × ρ × s max K g R × f y R × B d e R × w ( M ) × g ( γ - to at .one M uh AT - uh to at . - ( M ) ) × ν | Q t = c o n s t ( P BUT .24 )
Figure 00000124

в единицах [ ( р а д ( M ) R S ) / ( М э В с м 2 г ) ]

Figure 00000125
.in units [ ( R but d ( M ) - R S ) / ( M uh AT from m 2 g ) ]
Figure 00000125
.

Figure 00000126
Figure 00000126

В табл.ПА.3 приведены размеры толщин основных слоев гетероструктуры МДП.Table PA.3 shows the thicknesses of the main layers of the MIS heterostructure.

Для определения B d e R

Figure 00000127
и K g R
Figure 00000128
удобнее использовать тестовые транзисторы МДП при аналогичных параметрах A и tox, что и у транзисторов МДП основной схемы.For determining B d e R
Figure 00000127
and K g R
Figure 00000128
it is more convenient to use MIS test transistors with the same parameters A and t ox as for MOS transistors of the main circuit.

Таблица ПА.3Table PA.3 Элемент структурыStructure element Толщины слоев, мкмThe thickness of the layers, microns ПодложкаSubstrate 470±50470 ± 50 Кремниевые островкиSilicon islands 0,30±0,050.30 ± 0.05 p-карманp-pocket 0,30±0,050.30 ± 0.05 Подзатворный диэлектрикGate dielectric 0,030±0,0030.030 ± 0.003 Поликремниевый слойPolysilicon layer 0,45±0,050.45 ± 0.05 Области истока и стока (для p+n n+)Source and drain areas (for p + n n +) 0,30±0,050.30 ± 0.05

Во внимание при расчетах принимают:In the calculations take:

- геометрические параметры «островков» p- и n-канальных МОП-структур для оценки радиационной чувствительности к эффектам SEE;- geometric parameters of the “islands” of p- and n-channel MOS structures for assessing radiation sensitivity to SEE effects;

- геометрические параметры МОП-структур (включая p-карман для n-канального МОП-транзистора) для расчета чувствительности к TID;- geometric parameters of MOS structures (including p-pocket for an n-channel MOS transistor) for calculating sensitivity to TID;

- угловые размеры прямоугольных чувствительных областей для оценки вероятности реализации «худшего случая»;- angular dimensions of rectangular sensitive areas to assess the likelihood of the implementation of the "worst case";

- в качестве порогового значения LETTH принималось 28 МэВ см2/г;- as a threshold value of LET TH , 28 MeV cm 2 / g was taken;

- для расчета критического заряда QCRIT=QC используют соотношение, представленное Robinson et al. [7] для ИМС ряда технологий (включая NMOS, CMOS/объемный, CMOS/SOS, i2L, GaAs, ECL, CMOS/SOI биполярный VHSIC):- to calculate the critical charge Q CRIT = Q C use the ratio presented by Robinson et al. [7] for IMS of a number of technologies (including NMOS, CMOS / surround, CMOS / SOS, i 2 L, GaAs, ECL, CMOS / SOI bipolar VHSIC):

Q c r i t = ( 0,23 q C [ К л / м к м 2 ] ) L 2 ( П А .25 )

Figure 00000129
Q c r i t = ( 0.23 q C [ TO l / m to m 2 ] ) L 2 ( P BUT .25 )
Figure 00000129

где: q=1,60022·10-19 Кл/е - элементарный заряд; С - емкость обедненного слоя в структуре МДП; L - латеральный размер структуры МДП, [мкм];where: q = 1,60022 · 10 -19 C / e is the elementary charge; C is the capacity of the depleted layer in the TIR structure; L is the lateral size of the MDP structure, [μm];

- для расчета порогового значения LETTH используют соотношение, связывающее энергию частицы, поглощенной в обедненном слое Edept и энергию образования электронно-дырочной пары wehp [8]- to calculate the threshold value of LET TH , a relation is used that relates the energy of a particle absorbed in the depletion layer E dept and the energy of formation of an electron-hole pair w ehp [8]

Q d e p t = q × E d e p t / w e h p . ( П А .26 )

Figure 00000130
Q d e p t = q × E d e p t / w e h p . ( P BUT .26 )
Figure 00000130

где a значения wehp для ряда элементов приведены в табл.ПА.4, где также представлены свойства чистого германия, кремния, арсенида галлия, диоксида кремния, нитрила кремния и диоксида алюминия при температуре 27°C.where a values of w ehp for a number of elements are given in Table PA.4, which also presents the properties of pure germanium, silicon, gallium arsenide, silicon dioxide, silicon nitrile, and aluminum dioxide at a temperature of 27 ° C.

Используя эти данные, можно произвести в первом приближении расчет LETT, минимально необходимой для создания SEE.Using these data, it is possible, as a first approximation, to calculate the LET T , which is the minimum necessary to create an SEE.

Таблица ПА.4Table PA.4 Материал/свойстваMaterial / Properties GeGe SiSi GaASGaas SiO2 SiO 2 Si3N4 Si 3 N 4 Al2O3 Al 2 O 3 ТипType of ПолупроводникSemiconductor ПолупроводникSemiconductor ПолупроводникSemiconductor ИзоляторInsulator ИзоляторInsulator ИзоляторInsulator Атомный/Atomic/ 72,672.6 28,0928.09 144,63144.63 60,0860.08 140,27140.27 101,96101.96 молекулярный весmolecular weight Плотность (г/см3)Density (g / cm 3 ) 5,335.33 2,332,33 5,325.32 2,272.27 3,443.44 3,973.97 Энергия генерацииEnergy generation 2,82,8 3,63.6 4,84.8 17,017.0 10,810.8 19,119.1 электронно-дырочных пар (эВ)electron-hole pairs (eV)

- для расчета максимальной длины хорды s max 2

Figure 00000131
используют соотношение- to calculate the maximum chord length s max 2
Figure 00000131
use the ratio

s max 2 = a 2 + b 2 + c 2 , ( П А .27 )

Figure 00000132
s max 2 = a 2 + b 2 + c 2 , ( P BUT .27 )
Figure 00000132

- размерности величин:- dimensions of quantities:

- q=1,6022·10-19 Кл=1,6022·10-7 nКл;- q = 1.6022 · 10 -19 Cl = 1.6022 · 10 -7 nC;

- ρ=2,33 г·см3;- ρ = 2.33 g · cm 3 ;

- wehp=3,6 эВ=3,6·10-6 МэВ.- w ehp = 3.6 eV = 3.6 · 10 -6 MeV.

Минимальное значение LETTH будет соответствовать случаю, для которого сбой может быть рассчитан из соотношения:The minimum value of LET TH will correspond to the case for which the failure can be calculated from the ratio:

L E T T H = Q c r i t × w e h p / q × ρ × s max . ( П А .28 )

Figure 00000133
L E T T H = Q c r i t × w e h p / q × ρ × s max . ( P BUT .28 )
Figure 00000133

Тогда равенство (ПА.14) с учетом (ПА.11) и (ПА.13) можно записать в виде:Then equality (PA.14) taking into account (PA.11) and (PA.13) can be written in the form:

L E T T H = 2,21 10 8 × s max ( м к м ) [ М э В × м к м 2 м г ] , ( П А .29 )

Figure 00000134
L E T T H = 2.21 10 8 × s max ( m to m ) [ M uh AT × m to m 2 m g ] , ( P BUT .29 )
Figure 00000134

илиor

L E T T H = 2,21 × s max ( м к м ) [ М э В × м к м 2 м г ] , ( П А .29 - а )

Figure 00000135
L E T T H = 2.21 × s max ( m to m ) [ M uh AT × m to m 2 m g ] , ( P BUT .29 - but )
Figure 00000135

илиor

L E T T H = 2,21 10 3 × s max ( м к м ) [ М э В × м к м 2 м г ] , ( П А .29 - б )

Figure 00000136
L E T T H = 2.21 10 3 × s max ( m to m ) [ M uh AT × m to m 2 m g ] , ( P BUT .29 - b )
Figure 00000136

ЛитератураLiterature

1. Заитов Ф.А., Литвинова Н.М., Савицкая В.Г., Средин В.Г. Радиационная стойкость в оптоэлектронике. - М.: Воениздат, 1987, с.272.1. Zaitov F.A., Litvinova N.M., Savitskaya V.G., Sredin V.G. Radiation resistance in optoelectronics. - M .: Military Publishing House, 1987, p.272.

2. Martin Denton, European Organization for Nuclear Research. CERN Training, April 10-12, 2000 "Radiation effects on electronic componente and circuits for LHC", Radiation Effects on Electronic Component and Circuits, First course: Radiation Effects on Electronic Component; Second course: Radiation Effect on Electronics Circuits, CERN-EP-ATE/CEA Sacaly DAPHNIA, Internet.2. Martin Denton, European Organization for Nuclear Research. CERN Training, April 10-12, 2000 "Radiation effects on electronic componente and circuits for LHC", Radiation Effects on Electronic Component and Circuits, First course: Radiation Effects on Electronic Component; Second course: Radiation Effect on Electronics Circuits, CERN-EP-ATE / CEA Sacaly DAPHNIA, Internet.

3. Titus L., Johnson G.H., Schrimpf R.D., Galloway K.F. Single event burnout of power bipolar junction transistors // IEEE Transactions on Nuclear Science, 1991. - Vol.NS-38. - No.6. - pp.1315-1322, 1991.3. Titus L., Johnson G.H., Schrimpf R. D., Galloway K.F. Single event burnout of power bipolar junction transistors // IEEE Transactions on Nuclear Science, 1991 .-- Vol. NS-38. - No.6. - pp. 1315-1322, 1991.

4. Edmonds L.D., Barnes C.E., Scheick L.Z. Space Radiation Effects in Microelectronics. JPC Publikation 00-06 // Passadena, California: Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, National Aeronautics and Space Administration, May 2000.4. Edmonds L.D., Barnes C.E., Scheick L.Z. Space Radiation Effects in Microelectronics. JPC Publikation 00-06 // Passadena, California: Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, National Aeronautics and Space Administration, May 2000.

5. Артемов А.Д., Данилин Ю.И., Курышов A.B., Соболев С.А., Фролов А.С. // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру, 1989 - Вып.4, с.50-56.5. Artemov A.D., Danilin Yu.I., Kuryshov A.B., Sobolev S.A., Frolov A.S. // Questions of atomic science and technology. Ser. Physics of Radiation Exposure to Radio-Electronic Equipment, 1989 - Issue 4, p. 50-56.

6. Dozier С.М., Brown D.B. The Use of Low Energy X-Ray for Device Testing - a Comparison With Co-60 Radiation // IEEE Transactions on Nuclear Science, 1975.-. V.NS-30. - No.6. - pp.4382-4387.6. Dozier S.M., Brown D.B. The Use of Low Energy X-Ray for Device Testing - a Comparison With Co-60 Radiation // IEEE Transactions on Nuclear Science, 1975.-. V.NS-30. - No.6. - pp. 4382-4387.

7. Robinson P., Lee W., Aguero R., Gabriel S. Anomalies due to single event upsets // Journal of Spacecraft of Spacecraft and Rockets, Mar-Apr 1994. - Vol.31. - No.2. - pp.166-171.7. Robinson P., Lee W., Aguero R., Gabriel S. Anomalies due to single event upsets // Journal of Spacecraft of Spacecraft and Rockets, Mar-Apr 1994. - Vol.31. - No.2. - pp. 166-171.

8. LaBel, K. Single event effects specification // radhome. gsfc.nasa.gov/radhome/papers/seespec.htm, 1993. Last updated: Dr. Holbert's EEE460 Course. January 18, 2006.8. LaBel, K. Single event effects specification // radhome. gsfc.nasa.gov/radhome/papers/seespec.htm, 1993. Last updated: Dr. Holbert's EEE460 Course. January 18, 2006.

Claims (7)

1. Способ испытаний полупроводниковых БИС технологии КМОП/КНД на стойкость к эффектам единичных сбоев от воздействия тяжелых заряженных частиц (ТЗЧ) космического пространства путем облучения ограниченной выборки БИС импульсным ионизирующим излучением, отличающийся тем, что облучение ограниченной выборки БИС производят гамма-нейтронным излучением импульсного ядерного реактора (ИЯР) со средней энергией 1,0-3,0 МэВ или импульсным рентгеновским излучением электрофизических установок (ЭФУ) с эквивалентной дозой, вызывающей равную с ТЗЧ генерацию радиационно-индуцированного заряда в чувствительном объеме БИС, и для определения стойкости к воздействию ТЗЧ с величиной порогового значения линейных потерь энергии LETTH в диапазоне от единиц до сотни МэВ·см2/мг используют значение коэффициента относительной эффективности RDEF (Relative Dose Enhancement Factor) воздействия полной поглощенной дозы рентгеновского или гамма-излучения по отношению к величине LETTH с использованием соотношения
R D E F = D R ( γ к в . R S э к в . ( M ) ) L E T T H = ρ × s max K g R × f y R × B d e R × w ( M ) × g ( γ к в .1 М э В э к в . ( M ) ) × ν | Q t = c o n s t
Figure 00000137

в единицах [ ( р а д ( M ) R S ) / ( М э В с м 2 г ) ]
Figure 00000138
,
где ρ - плотность облучаемого полупроводникового материала, г·см-3; s max = a 2 + b 2 + c 2
Figure 00000008
- максимальное значение хорды в чипе структуры МДП, см; а - ширина чипа структуры МДП, см; b - длина чипа, см; с - высота чипа; см; K g R
Figure 00000009
- константа радиационной генерации носителей заряда, Кл·см-3.рад(М)-1; f y R
Figure 00000010
- предельное значение доли нерекомбинированного радиационно-индуцированного заряда в структуре МДП при воздействии излучения моделирующей установки (МУ) в присутствии приложенного электрического поля напряженностью Е, MB·см-1; B d e R
Figure 00000011
- фактор дозового накопления в структуре КНД гамма-рентгеновского излучения МУ со спектром квантов RS; w(M) - энергия образования одной электронно-дырочной пары (ehp) в данном материале (М) Si или SiO2, МэВ; g(γ-кв.1 МэВ-экв.-(М)) - постоянная генерации ehp гамма-рентгеновским излучением с эквивалентной энергией квантов ЕКВ.=1 МэВ в материале (М), ehp·см-3·рад(M)-1; ν=α×b×c - объем чувствительной области, см3, Аt=α×b - площадь поверхности чипа, см2; c=tПС - толщина приборного слоя структуры МДП, см; Qt - эквивалентная величина радиационно-индуцированного заряда гамма-рентгеновским излучением в структуре МДП, Кл; ν=L×B×tПС; K g I
Figure 00000012
, f y I
Figure 00000013
, B d e I
Figure 00000014
- значения аналогичных констант при облучении ТЗЧ структуры МДП.
1. The method of testing semiconductor LSI CMOS / LPC technology for resistance to the effects of single failures from the effects of heavy charged particles (TZZ) of outer space by irradiating a limited selection of LSI pulsed ionizing radiation, characterized in that the irradiation of a limited sample of LSI produce gamma-neutron radiation from pulsed nuclear a reactor (INR) with an average energy of 1.0-3.0 MeV or pulsed x-ray radiation from electrophysical installations (EFU) with an equivalent dose that causes the gene to be equal to the TZh a radiation-induced charge in a sensitive LSI, and to determine the resistance to TZZ with a threshold value of linear energy loss LET TH in the range from units to hundreds MeV · cm 2 / mg, use the value of the coefficient of relative efficiency RDEF (Relative Dose Enhancement Factor) exposure to the total absorbed dose of x-ray or gamma radiation relative to the value of LET TH using the ratio
R D E F = D R ( γ - to at . R S - uh to at . - ( M ) ) L E T T H = ρ × s max K g R × f y R × B d e R × w ( M ) × g ( γ - to at .one M uh AT - uh to at . - ( M ) ) × ν | Q t = c o n s t
Figure 00000137

in units [ ( R but d ( M ) - R S ) / ( M uh AT from m 2 g ) ]
Figure 00000138
,
where ρ is the density of the irradiated semiconductor material, g · cm -3 ; s max = a 2 + b 2 + c 2
Figure 00000008
- the maximum value of the chord in the chip of the TIR structure, cm; a is the width of the chip of the TIR structure, cm; b is the length of the chip, cm; c is the height of the chip; cm; K g R
Figure 00000009
is the constant of radiation generation of charge carriers, C · cm -3. rad (M) -1 ; f y R
Figure 00000010
- the limit value of the fraction of non-recombinant radiation-induced charge in the MIS structure when exposed to the radiation of a simulator (MU) in the presence of an applied electric field of intensity E, MB · cm -1 ; B d e R
Figure 00000011
- the factor of dose accumulation in the structure of the directivity gain of gamma-x-ray radiation MU with the spectrum of quanta RS; w (M) is the energy of formation of one electron-hole pair (ehp) in a given material (M) Si or SiO 2 , MeV; g (γ-sq. 1 MeV-eq .- (M)) is the generation constant of ehp by gamma-ray radiation with the equivalent quantum energy E KV. = 1 MeV in the material (M), ehp · cm -3 · rad (M) -1 ; ν = α × b × c is the volume of the sensitive region, cm 3 , And t = α × b is the surface area of the chip, cm 2 ; c = t PS - the thickness of the instrument layer of the TIR structure, cm; Q t is the equivalent value of the radiation-induced charge by gamma-ray radiation in the structure of the MIS, C; ν = L × B × t PS ; K g I
Figure 00000012
, f y I
Figure 00000013
, B d e I
Figure 00000014
- values of similar constants when irradiating the TCD structure of the MIS.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью учета кинетики накопления и релаксации заряда радиационно-индуцированных носителей в электрическом поле, величину коэффициента f y R
Figure 00000015
определяют из соотношения
f y X R a y ( E ) = [ 1,30 / ( E + 0,113 ) ] 1
Figure 00000139

для энергии рентгеновских квантов EX-Ray=0,01-0,3 МэВ и
f y X R a y , γ к в . = [ 0,27 / ( E + 0,084 ) + 1 ] 1
Figure 00000140

для энергии гамма-рентгеновских квантов ядерного реактора или ЭФУ ЕЯР,Х-Ray=1…6 МэВ.
2. The method according to claim 1, characterized in that, in order to take into account the kinetics of accumulation and relaxation of the charge of radiation-induced carriers in an electric field, the coefficient value f y R
Figure 00000015
determined from the ratio
f y X - R a y ( E ) = [ 1.30 / ( E + 0.113 ) ] - one
Figure 00000139

for the energy of x-ray quanta E X-Ray = 0.01-0.3 MeV and
f y X - R a y , γ - to at . = [ 0.27 / ( E + 0,084 ) + one ] - one
Figure 00000140

for the energy of gamma-ray quanta of a nuclear reactor or EFU E NR, X-Ray = 1 ... 6 MeV.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что, с целью учета конструктивных особенностей транзисторной структуры МОП/КНД, для оценки величины фактора дозового накопления B d e R
Figure 00000019
используют зависимость величины B d e R
Figure 00000019
от толщины подзатворного оксида tox в виде
B d e R = 6,43 10 4 × t o x + 1,4857
Figure 00000141
,
где tox в нм, для энергии рентгеновских квантов EX-Ray=0,01-0,3 МэВ и B d e X R a y 1
Figure 00000021

для энергии гамма-ренттеновских квантов ядерного реактора или ЭФУ с энергией ЕЯР,Х-Ray=1…6 МэВ.
3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that, in order to take into account the design features of the transistor structure of the MOS / KND, to assess the value of the dose accumulation factor B d e R
Figure 00000019
use the dependence of the value B d e R
Figure 00000019
from the thickness of the gate oxide t ox in the form
B d e R = - 6.43 10 - four × t o x + 1,4857
Figure 00000141
,
where t ox in nm, for the energy of x-ray quanta E X-Ray = 0.01-0.3 MeV and B d e X - R a y one
Figure 00000021

for the energy of gamma-X-ray quanta of a nuclear reactor or EFI with an energy of E NR, X-Ray = 1 ... 6 MeV.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при изготовлении диэлектрика подзатворного оксида структуры МДП на основе диоксида кремния (M=SiO2) константы радиационной генерации электронно-дырочных пар в нем принимают равными K g R = 1,4 10 6
Figure 00000022
Кл·см-3·рад(SiO2)-1 для источника рентгеновского излучения 10 кэВ и K g R = 1,3 10 6
Figure 00000023
Кл·см-3·рад(SiO2)-1 для ядерного реактора или ЭФУ.
4. The method according to claim 1, characterized in that in the manufacture of a dielectric of a gate oxide of a MIS structure based on silicon dioxide (M = SiO 2 ), the radiation generation constant of electron-hole pairs in it is taken equal K g R = 1.4 10 - 6
Figure 00000022
C · cm -3 · rad (SiO 2 ) -1 for an X-ray source of 10 keV and K g R = 1.3 10 - 6
Figure 00000023
C · cm -3 · rad (SiO 2 ) -1 for a nuclear reactor or EFI.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью удешевления испытаний, эквивалентную поглощенную дозу гамма-рентгеновского излучения ядерного реактора или рентгеновского излучения ЭФУ со спектром RS определяют с использованием соотношения
D R ( γ к в . R S э к в . ( М ) ) = R D E F × L E T T H .
Figure 00000142
5. The method according to claim 1, characterized in that, in order to reduce the cost of testing, the equivalent absorbed dose of gamma-ray radiation of a nuclear reactor or X-ray radiation of an EF with an RS spectrum is determined using the ratio
D R ( γ - to at . R S - uh to at . - ( M ) ) = R D E F × L E T T H .
Figure 00000142
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что с целью учета конструктивных особенностей транзисторной структуры МОП/КНД, для оценки величины LETTH от ТЗЧ в структурах МДП с толщиной подзатворного оксида tox≥40 нм используют соотношение
L E T T H = 2,21 10 3 × s max ( м к м ) [ М э В с м 2 г ] .
Figure 00000143
6. The method according to claim 1, characterized in that in order to take into account the design features of the MOS / KND transistor structure, to evaluate the value of LET TH from the SLC in MIS structures with a gate oxide thickness t ox ≥40 nm, use the ratio
L E T T H = 2.21 10 3 × s max ( m to m ) [ M uh AT from m 2 g ] .
Figure 00000143
7. Способ по п.1 или 6, отличающийся тем, что для повышения достоверности определения величины F Σ = K g R × f y R × B d e R
Figure 00000026
ее рассчитывают из соотношения
F Σ = 2,21 10 3 ρ × s max 2 R D E F × w ( M ) × g ( γ к в .1 М э В э к в . ( М ) ) × ν [ К л с м 3 р а д ( М ) ] ,
Figure 00000144

которое в дальнейшем используют для определения величин RDEF и эквивалентной дозы DR(γ-кв.RS-экв.-(М)) моделирующего эффекты единичного сбоя (SEE) источника гамма-рентгеновского излучения БИС технологии КМОП/КНД аналогичной технологии и конструктива.
7. The method according to claim 1 or 6, characterized in that to increase the reliability of determining the value F Σ = K g R × f y R × B d e R
Figure 00000026
it is calculated from the ratio
F Σ = 2.21 10 3 ρ × s max 2 R D E F × w ( M ) × g ( γ - to at .one M uh AT - uh to at . - ( M ) ) × ν [ TO l from m 3 R but d ( M ) ] ,
Figure 00000144

which is subsequently used to determine the RDEF values and the equivalent dose D R (γ-sq. RS-eq .- (M)) simulating the effects of a single failure (SEE) of the gamma-ray radiation source of the BIS CMOS / LPC technology of a similar technology and design.
RU2011141984/28A 2011-10-17 2011-10-17 Method to test semiconductor cmos/soi of lsi technology for resistance to effects of single failures from impact of heavy charged particles of space RU2495446C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011141984/28A RU2495446C2 (en) 2011-10-17 2011-10-17 Method to test semiconductor cmos/soi of lsi technology for resistance to effects of single failures from impact of heavy charged particles of space

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011141984/28A RU2495446C2 (en) 2011-10-17 2011-10-17 Method to test semiconductor cmos/soi of lsi technology for resistance to effects of single failures from impact of heavy charged particles of space

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011141984A RU2011141984A (en) 2013-04-27
RU2495446C2 true RU2495446C2 (en) 2013-10-10

Family

ID=49151958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011141984/28A RU2495446C2 (en) 2011-10-17 2011-10-17 Method to test semiconductor cmos/soi of lsi technology for resistance to effects of single failures from impact of heavy charged particles of space

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2495446C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2578053C1 (en) * 2014-09-22 2016-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" Method for evaluating resistance of digital electronic equipment to ionising radiation (versions)
RU2657327C1 (en) * 2016-12-26 2018-06-13 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for evaluating of the digital electronics elements stability to the effects of failures from the single particles influence
RU186479U1 (en) * 2018-08-13 2019-01-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") DEVICE FOR TESTING INTEGRAL CIRCUITS ON RESISTANCE TO EXPOSURE TO HEAVY CHARGED PARTICLES
RU2748971C1 (en) * 2020-09-28 2021-06-02 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method for assessing efficiency of protective screens from composite materials
RU2751455C1 (en) * 2020-11-16 2021-07-14 Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Приборов" Method for testing electronic equipment to effects of heavy charged particles of outer space based on source of focused pulsed hard photon radiation on effect of reverse compton scattering

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114414971B (en) * 2021-12-14 2024-05-28 上海精密计量测试研究所 Method for quantifying proton ionization damage based on dark current of CMOS image sensor

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU95111200A (en) * 1995-06-28 1997-06-20 Российский научно-исследовательский институт "Электронстандарт" Method for testing bipolar semiconductor devices for resistance to ionizing space radiation
RU2082178C1 (en) * 1995-03-21 1997-06-20 Российский научно-исследовательский институт "Электронстандарт" Method for selecting plates with radiation-resistant mos integrated circuits
RU2168735C2 (en) * 1999-04-05 2001-06-10 РНИИ "Электронстандарт" Procedure of selection of electron articles by stability and reliability
RU2169961C2 (en) * 1999-09-27 2001-06-27 Вовк Оксана Валерьевна Semiconductor device test technique
RU2178182C1 (en) * 2000-07-03 2002-01-10 Вовк Оксана Валерьевна Process of testing of semiconductor devices
RU2254587C1 (en) * 2003-12-26 2005-06-20 Московский инженерно-физический институт (государственный университет) Method of selecting integral microcircuits for radiation stability and reliability
US7081635B2 (en) * 2003-04-23 2006-07-25 Texas Instruments Incorporated High activity, spatially distributed radiation source for accurately simulating semiconductor device radiation environments
RU2311654C2 (en) * 2006-01-10 2007-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский инженерно-физический институт (государственный университет) Method for dividing integration microchips on basis of radiation resistance and reliability
US7830165B2 (en) * 2006-03-31 2010-11-09 Integrated Device Technology, Inc. System and method for detecting single event latchup in integrated circuits

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2082178C1 (en) * 1995-03-21 1997-06-20 Российский научно-исследовательский институт "Электронстандарт" Method for selecting plates with radiation-resistant mos integrated circuits
RU95111200A (en) * 1995-06-28 1997-06-20 Российский научно-исследовательский институт "Электронстандарт" Method for testing bipolar semiconductor devices for resistance to ionizing space radiation
RU2168735C2 (en) * 1999-04-05 2001-06-10 РНИИ "Электронстандарт" Procedure of selection of electron articles by stability and reliability
RU2169961C2 (en) * 1999-09-27 2001-06-27 Вовк Оксана Валерьевна Semiconductor device test technique
RU2178182C1 (en) * 2000-07-03 2002-01-10 Вовк Оксана Валерьевна Process of testing of semiconductor devices
US7081635B2 (en) * 2003-04-23 2006-07-25 Texas Instruments Incorporated High activity, spatially distributed radiation source for accurately simulating semiconductor device radiation environments
RU2254587C1 (en) * 2003-12-26 2005-06-20 Московский инженерно-физический институт (государственный университет) Method of selecting integral microcircuits for radiation stability and reliability
RU2311654C2 (en) * 2006-01-10 2007-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский инженерно-физический институт (государственный университет) Method for dividing integration microchips on basis of radiation resistance and reliability
US7830165B2 (en) * 2006-03-31 2010-11-09 Integrated Device Technology, Inc. System and method for detecting single event latchup in integrated circuits

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Артемов А.Д. и др. Вопросы атомной науки и техники// Сер. Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. - 1089, вып.4, стр.50-56. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2578053C1 (en) * 2014-09-22 2016-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" Method for evaluating resistance of digital electronic equipment to ionising radiation (versions)
RU2657327C1 (en) * 2016-12-26 2018-06-13 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for evaluating of the digital electronics elements stability to the effects of failures from the single particles influence
RU186479U1 (en) * 2018-08-13 2019-01-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") DEVICE FOR TESTING INTEGRAL CIRCUITS ON RESISTANCE TO EXPOSURE TO HEAVY CHARGED PARTICLES
RU2748971C1 (en) * 2020-09-28 2021-06-02 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method for assessing efficiency of protective screens from composite materials
RU2751455C1 (en) * 2020-11-16 2021-07-14 Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Приборов" Method for testing electronic equipment to effects of heavy charged particles of outer space based on source of focused pulsed hard photon radiation on effect of reverse compton scattering

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011141984A (en) 2013-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Autran et al. Soft Errors: from particles to circuits
Sierawski et al. Effects of scaling on muon-induced soft errors
Huhtinen et al. Computational method to estimate Single Event Upset rates in an accelerator environment
Sexton Destructive single-event effects in semiconductor devices and ICs
RU2495446C2 (en) Method to test semiconductor cmos/soi of lsi technology for resistance to effects of single failures from impact of heavy charged particles of space
Nakamura Terrestrial neutron-induced soft errors in advanced memory devices
RU2657327C1 (en) Method for evaluating of the digital electronics elements stability to the effects of failures from the single particles influence
Reed et al. Single-event effects ground testing and on-orbit rate prediction methods: the past, present, and future
RU2578053C1 (en) Method for evaluating resistance of digital electronic equipment to ionising radiation (versions)
Garcı et al. SEU measurements and simulations in a mixed field environment
Liao et al. Measurement and mechanism investigation of negative and positive muon-induced upsets in 65-nm bulk SRAMs
Gasiot et al. SEU sensitivity of bulk and SOI technologies to 14-MeV neutrons
Zebrev et al. Microdose induced drain leakage effects in power trench MOSFETs: Experiment and modeling
Lambert et al. Neutron-induced SEU in SRAMs: Simulations with n-Si and nO interactions
Han et al. Single event hard error due to terrestrial radiation
Abouzeid et al. On-chip total ionizing dose digital monitor in fully depleted SOI technologies
Ohshima et al. Radiation Resistance of Semiconductors
Clemens Energy deposition mechanisms for proton-and neutron-induced single event upsets in modern electronic devices
Lauenstein Single-event gate rupture in power mosfets: A new radiation hardness assurance approach
Alía et al. Single Event Effect cross section calibration and application to quasi-monoenergetic and spallation facilities
Haran et al. Charge yield and track structure effects on total ionizing dose measurements
Peng et al. Terrestrial neutron induced failure rate measurement of SiC MOSFETs using China spallation neutron source
Wender Neutron-induced failures in semiconductor devices
Amir et al. Effects of high energy neutrons and resulting secondary charged particles on the operation of MOSFETs
Malagón et al. Single Event Upsets characterization of 65 nm CMOS 6T and 8T SRAM cells for ground level environment

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20190514