Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Проанализировано влияние доминирующих радиационных эффектов в КМОП ИС и СБИС объемного кремния на их электрические параметры и характеристики. Рассмотрено влияние масштабирования и электрических режимов работы приборных и паразитных n-МОП транзисторов на параметры радиационной стойкости. Получила развитие методология радиационно-стойкого проектирования КМОП СБИС типа «система-на-кристалле» (СнК) и ОЗУ, разрабатываемых для изготовления по глубоко субмикронным и нанометровым технологиям объемного кремния уровня 250-90 нм и менее. Предложены технические решения, обеспечивающие повышенный уровень дозовой стойкости, сбоеустойчивости и отсутствие эффекта «защелкивания» паразитных p-n-p-n структур. Создана среда проектирования высокопроизводительных радиационно-стойких СБИС СнК и ОЗУ, содержащая библиотеки элементов и сложнофункциональные (СФ) блоки. Базовые технические решения аттестованы на специальных тестовых кристаллах и в составе разработанных СБИС.
КМОП транзисторы, СБИС «система-на-кристалле», радиационная стойкость, радиационно-стойкое проектирование, библиотека элементов, СФ-блоки, одиночные события, эффект «защелкивания
1. Lacoe R. C. CMOS scaling, design principles and hardening-by-design methodology. In Short Course Notebook. Nuclear and Space Radiation Effects Conf. - NSREC’03 (Monterey, Jul. 2003). 2003. С. II-1-II-142.
2. Герасимов Ю. М., Григорьев Н. Г., Кобыляцкий А. В., Петричкович Я. Я., Солохина Т. В. От первых КМОП транзисторов до радиационно-стойких нанометровых КМОП СБИС СнК // Сб. трудов 4-й Международной научной конференции «Электронная компонентная база и микроэлектронные модули». М : ТЕХНОСФЕРА, 2018. С. 228-234.
3. Немудров В., Мартин Г. Системы-на-кристалле. Проектирование и развитие. М.: ТЕХНОСФЕРА, 2004. 216 с.
4. Никифоров А. Ю., Телец В. А., Бойченко Д. В. Требования радиационной стойкости - экзотика для гурманов или гарантия наличия и технического уровня результата разработки для всех категорий потребителей ЭКБ? // Сб. трудов 3-й Международной научной конференции «Электронная компонентная база и электронные модули». М. : ТЕХНОСФЕРА, 2017. С. 32-36.
5. Герасимов Ю. М., Глушков А. В., Григорьев Н. Г., Петричкович Я. Я., Солохина Т. В. Особенности проектирования радиационно-стойких библиотек элементов, СФ-блоков и нано-СБИС СнК // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем 2008. Сб. трудов / Под общ. ред. А. Л. Стемпковского. - М. : ИППМ РАН, 2008. С.272-275.
6. Wong H., Iwai H. On the scaling issues and high-k replacement of ultrathin gate dielectrics for nanoscale MOS transistors // Microelectronic Engineering. 2006. №. 83. С. 1867-1904.
7. Радиационная стойкость изделий ЭКБ / Под ред. д-ра техн. наук, проф. А. И. Чумакова. М. : НИЯУ МИФИ, 2015. 512 с.
8. Чумаков А. И. Действие космической радиации на интегральные схемы. М. : Радио и связь. 2004. 320 с.
9. Baumann R. Single-Event Effects in Advanced CMOS. In Short Course Notebook. Nuclear and Space Radiation Effects Conf. - NSREC’05 (Ceattle, Jul. 2005). С. II-1-II-59.
10. Roy K., Mukhopadhyay S., Mahmoodi-Meimand H. Leakage current mechanisms and leakage reduction techniques in deep-submicrometer CMOS circuits // Proc. IEEE. 2003. Т. 91. № 2. С. 305-327.
11. Esqueda I. S., Barnaby H. J., Alles M. L. Two-dimensional methodology for modeling radiation-induced off-state leakage in CMOS Technologies // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2005. Т. 52. № 6. С. 2259-2264.
12. Barnaby H. J., McLain M. L., Esqueda I. S., Chen X. J. Modeling ionizing radiation effects in solid state materials and CMOS Devices // IEEE Trans. Circuits Syst. I, Reg. Papers. 2009. Т. 56. № 8. С. 1870-1883.
13. Witczak S. C., Lacoe R. C., Osborn J. V., Hutson J. M., Moss S. C. Dose-Rate Sensitivity of Modern nMOSFETs // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2005. Т. 52. № 6. С. 2602-2608.
14. Gadlage M. J., Schrimpf R. D., Benedetto J. M., Eaton P. H., Mavis D. J., Sibley M., Avery K., Turflinger T. L. Single event transient pulsewidths in digital microcircuits // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2004. Т. 51. № 6. С. 3285-3290.
15. Giot D., Roche P., Gasiot G., Harboe-Sorensen R. Multiple-Bit Upset Analysis in 90 nm SRAMs : Heavy Ions Testing and 3D Simulations // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2004. Т. 54. № 4. С. 3278-3284.
16. Dodd P. E., Shaneyfelt M. R., Felix J. A., Schwank J. R. Production and propagation of single-event transients in high-speed digital logic ICs // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2007. Т. 51. № 6. С. 904-911.
17. Balasubramanian A., Bhuva B. L., Black J. D., Massengill L. W. RHBD Techniques for Mitigating Effects of Single-Event Hits Using Guard-Gates // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2005. Т. 52. № 6. С. 2531-2535.
18. Герасимов Ю. М., Глушков А. В., Григорьев Н. Г., Петричкович Я. Я., Солохина Т. В. Пат. 2539869 (РФ). Радиационно-стойкая библиотека элементов на комплементарных метал-окисел-полупроводник транзисторах. Опубл. в Б. И., 2015. № 3.
19. Герасимов Ю. М., Григорьев Н. Г., Кобыляцкий А. В., Петричкович Я. Я. Пат. 2674415 (РФ). Радиационно-стойкая библиотека элементов на комплементарных метал-окисел-полупроводник транзисторах. Опубл. в Б. И., 2018. № 34.
20. Герасимов Ю. М., Григорьев Н. Г., Кобыляцкий А. В., Петричкович Я. Я., Пат. 2674935 (РФ). Радиационно-стойкий элемент памяти для статических оперативных запоминающих устройств на комплементарных металл-окисел-полупроводник транзисторах. Опубл. в Б. И. 2018. № 35.
21. Герасимов Ю. М., Григорьев Н. Г., Кобыляцкий А. В., Петричкович Я. Я. Радиационно-стойкие элементы памяти для нанометровых КМОП СФ-блоков и СБИС // Электронная техника, Серия 3, Микроэлектроника, 2015, № 1(157). С. 10-16.
22. Герасимов Ю. М., Григорьев Н. Г., Кобыляцкий А. В. Методика выбора параметров логической цепи в нанометровых КМОП СБИС с повышенной сбоеустойчивостью // Проблемы разработки перспективных микрои наноэлектронных систем - 2016. Сборник трудов / Под общ. ред. академика А. Л. Стемпковского. М. : ИППМ РАН, 2016. Часть IV. С. 172-177.
