ИСТИНА

Рассмотрены вопросы использования расчетно-экспериментальных методов описания воздействия заряженных частиц космического пространства для выявления критических элементов БИС ЭКБ, неустойчивых к одиночным сбоям. В связи с многочисленными отдельными видами обратимых сбоев (ОС), классифицированными к настоящему времени, обращено внимание на высокую роль в этом отношении ядерных реакций при высоких энергиях ЗЧ, как таковых. Отмечается также универсальный характер определяющего воздействия ионов - продуктов ядерной фрагментации при реакциях на тяжелых примесях, чья функция постоянно расширяется по отношения к исходному базовому полупроводниковому элементу БИС – кремнию в объемных многослойных КМОП БИС технологии «кремний -на - диэлектрике» – передового края разработки радиационно-стойкой элементной базы в субмикронном и наноразмерном технологическом базисе. При этом продукты фрагментации ядер примесей, например, W, Au, обеспечивают главный вклад в генерацию ОС по сравнению с исходными (падающими) ЗЧ, как протонов высокой энергии, так и ТЗЧ космического пространства. Рассмотренные нами примеры генерации при воздействии протонов высокой энергии и ТЗЧ КП (или при физическом моделировании при воздействии пучков моделирующих установок) паразитных неравновесных носителей заряда в элементах ЭКБ показали необходимость учета ядерных реакций и продуктов фрагментирования на ядрах кремния полупроводника и, еще в большей мере, на примесях тяжелых металлов, используемых для построения наиболее радиационно-стойких и объемных КМОП БИС в технологии «кремний–на –изоляторе», что увеличивает вероятность реализации РОЭ всех видов, но не изменяет природу повреждающего механизма и, следовательно, ответных защитных мероприятий для всех элементов БИС ЭКБ аппаратуры КА. При обсуждении работоспособности КМОП БИС в условиях воздействия ИИ КП даны экспериментальные обоснования моделей деградации и выбора прогнозирующих параметров в условиях совместного радиационного и электрического нагружения ИЭТ на примере представителей важнейших типов КМОП БИС. В качестве специального разбраковочного параметра на стадиях технологии, определяющего радиационную стойкость (РС) и параметрическую надежность КМОП БИС, экспериментально апробирован при воздействии рентгеновского излучения предложенный теоретически на предшествующих этапах НИР параметр - начальный темп радиационной деградации порогового напряжения тестового МОП транзистора. Произведенная разбраковка ИС по этому параметру на пластине показала статистически обоснованную корреляцию с параметрами РС и электрического функционирования корпусированных далее изделий, подтвердив для конкретной БИС (электронного ключа) теоретическую модель. Показано, что при развитии соответствующей теории этот параметр может служить основой для извлечения микроскопической информации о т. н. макроскопическом эффективном поперечном сечении захвата неравновесных дырок в диэлектрике МОП транзистора, рожденных ионизирующей радиацией, его дефектами – ловушечными центрами. При привлечении топологической информации о МОП транзисторе создана первая версия методики определения концентрации ловушечных центров в захороненном подзатворном окисле. Эта величина, по существу, определяет радиационную стойкость МОП транзисторов и КМОП БИС при функционировании в составе радиоэлектронной аппаратуры на борту космических аппаратов в космосе.Представлен стенд для методики радиационно-термического тестирования плотности вводимых дефектов, с использованием тестовых структур КМОП БИС на пластине, многозондовой установки и измерителя электрофизических параметров и характеристик.