Стойкость-2010, 1-2 июня 2010, ФГУП НИИП, Лыткарино

Кафедра Микро- и наноэлектроники

В.С.Першенков

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОНВЕРСИОННОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭФФЕКТА НИЗКОЙ

ИНТЕНСИВНОСТИ В БИПОЛЯРНЫХ ПРИБОРАХ

Стойкость-2010, 1-2 июня 2010, ФГУП НИИП, Лыткарино

Кафедра Микро- и наноэлектроники

2

План выступления

• Эффект низкой интенсивности в биполярных приборах

• Конверсионная модель встраивания поверхностных состояний

• Инверсная S – образная характеристика• Экстракция подстроечных параметров• Прогнозирование работоспообности

биполярных приборов

Стойкость-2010, 1-2 июня 2010, ФГУП НИИП, Лыткарино

Кафедра Микро- и наноэлектроники

3

Эффект низкой интенсивности в биполярных транзисторах

• Влияние мощности дозы на радационно-индуцированную деградацию коэффициента усиления.

• Деградация коэффициента усиления значительно возрастает с уменьшением интенсивности ионизирующего излучения.

Стойкость-2010, 1-2 июня 2010, ФГУП НИИП, Лыткарино

Кафедра Микро- и наноэлектроники

Основное положение модели: эффект низкой интенсивности

связан с аномальным накоплением поверхностных

состояний

Стойкость-2010, 1-2 июня 2010, ФГУП НИИП, Лыткарино

Кафедра Микро- и наноэлектроники

Энергетическая диаграмма границы раздела окисел-полупроводник (SiO2-Si), иллюстрирующая конверсию положительного заряда захваченных дырок Qot

5

itK

ot NeQ oi

Стойкость-2010, 1-2 июня 2010, ФГУП НИИП, Лыткарино

Кафедра Микро- и наноэлектроники

Две группы ловушек: мелкие и глубокие

6

Стойкость-2010, 1-2 июня 2010, ФГУП НИИП, Лыткарино

Кафедра Микро- и наноэлектроники

Зависимость приращения плотности поверхностных состояний или приращения тока базы от интенсивности

и времени облучения

7

1Г

D

ГГМГБ eКDККI

Стойкость-2010, 1-2 июня 2010, ФГУП НИИП, Лыткарино

Кафедра Микро- и наноэлектроники

Проблема

8

Экстракция параметров модели

Стойкость-2010, 1-2 июня 2010, ФГУП НИИП, Лыткарино

Кафедра Микро- и наноэлектроники

Послерадиационный отжиг

9

Стойкость-2010, 1-2 июня 2010, ФГУП НИИП, Лыткарино

Кафедра Микро- и наноэлектроники

Постоянная времени конверсииглубоких ловушек

10

kT

EAГГ exp0

Стойкость-2010, 1-2 июня 2010, ФГУП НИИП, Лыткарино

Кафедра Микро- и наноэлектроники

Экспериментальные данные

11

EA = 0.48эВ, τГ0= 0.18·10-3 с (NPN BC817)

EA = 0.38эВ, τГ0 = 4.5·10-3 с (PNP BC807)

Стойкость-2010, 1-2 июня 2010, ФГУП НИИП, Лыткарино

Кафедра Микро- и наноэлектроники

Специфика высокой интенсивности

12

Стойкость-2010, 1-2 июня 2010, ФГУП НИИП, Лыткарино

Кафедра Микро- и наноэлектроники

Глубокие ловушки

13

Использование высокотемпературного

облучения для экстракции

концентрации глубоких ловушек

Стойкость-2010, 1-2 июня 2010, ФГУП НИИП, Лыткарино

Кафедра Микро- и наноэлектроники

Прогнозирование работы сложных ИМС

1. Экстракция подстроечных параметров. Полное описание S–образной характеристики.

2. Вычисление деградации тока базы для транзистора из состава данной ИМС при заданных условий функционирования на орбите: интенсивность и суммарная доза (возможен поэтапный набор дозы в разных радиационных поясах).

3. Расчет постоянной времени конверсии для получения прогнозируемой деградации тока базы при интенсивности, соответствующей тестовым испытаниям.

4. Расчет температуры облучения, при которой необходимо проведение тестовых испытаний.

14

Стойкость-2010, 1-2 июня 2010, ФГУП НИИП, Лыткарино

Кафедра Микро- и наноэлектроники

Прогнозирование температуры при высокоинтенсивных тестовых испытаниях

• Экстракция Nг, τг, EA

• Расчёт (ΔIб)орбита при интенсивности на орбите

• Расчёт τг при тестовой интенсивности (ΔIб)орбита

• Расчёт (Tобл)тест с использованием τг=τг0·exp(EA/kT)

15

Стойкость-2010, 1-2 июня 2010, ФГУП НИИП, Лыткарино

Кафедра Микро- и наноэлектроники

Температура при тестовых испытанияхсложных микросхем

16

Стойкость-2010, 1-2 июня 2010, ФГУП НИИП, Лыткарино

Кафедра Микро- и наноэлектроники

17

Спасибо за внимание