автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Научные основы синтеза виртуальной реальности для объектов проектирования радиационно-стойкой электронной компонентной базы специального назначения

На правах рукописи

ЛАВЛИНСКИИ Валерий Викторович

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ СИНТЕЗА ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАДИАЦИОННО-СТОЙКОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ КОМПОНЕНТНОЙ БАЗЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования

11 МАР 2015

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

005560360

Воронеж - 2015

005560360

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

Научный консультант Зольников Владимир Константинович,

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Львович Яков Евсеевич,

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, АНОО ВПО «Воронежский институт высоких технологий», президент

Питолин Владимир Михайлович, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», профессор кафедры электропривода, автоматизации, управления в технических системах

Улимов Виктор Николаевич,

доктор технических наук, профессор, ФГУП «Научно-исследовательский институт приборов», заместитель генерального директора по науке

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский госу-

дарственный университет телекоммуникаций им. профессора М.А. Бонч-Бруевича»

Защита состоится 28 апреля 2015 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.034.03, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия» по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, ауд. 240.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия» и на сайте www.vglta.vrn.ru

Автореферат разослан «19» февраля 2015 г.

Ученый секретарь . л /

диссертационного совета -О кг™ ^г^ Анциферова Валентина Ивановна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. На современном этапе развития технологий, связанных с микроэлектроникой, происходит резкое уменьшение проектных норм для разработки электрорадиоизделий (ЭРИ), возрастает степень интеграции элементов на кристалле, внедряются нанотехнологии и расширяются области их применения. В таких условиях, как правило, появляются новые свойства для отдельных элементов микроэлектроники, связанных с внешними и внутренними воздействиями на них. В связи с изменениями соотношений геометрических размеров отдельных элементов электронной компонентной базы и размерами частиц, воздействующих в условиях космического пространства, возрастает влияние радиационных эффектов от воздействия тяжёлыми ядерными частицами (ТЯЧ). К внешним воздействиям относятся воздействия тяжёлых ядерных частиц, которые обладают различными характеристиками отдельных видов излучений: корпускулярных, альфа, бета, нейтронных, электромагнитных, рентгеновских, гамма, что в свою очередь приводит к различной степени воздействиям и деструкциям проектируемых устройств. Такого рода внешние воздействия могут определять одиночные события в виде отказов ячеек памяти, восстанавливаемого (временного) функционального отказа, возникновения ти-ристорного эффекта, а также проявления необратимого отказа. Ввиду этого необходимо развивать и использовать системы автоматизированного проектирования и методы проектирования, учитывающие особенности современных на-нотехнологий, а также базирующиеся на использовании современных информационных технологий. Это, в свою очередь, требует разработки методов и алгоритмов для научных основ проектирования радиационно-стойкой (РС) электронной компонентной базы (ЭКБ) специального назначения (СН) с использованием современных систем автоматизированного проектирования (САПР).

Кроме того, спроектированные с помощью методов и алгоритмов оценки радиационно-стойкие компоненты электронной базы подвергаются проверке на стойкость к реальным внешним воздействиям в виде тяжёлых ядерных частиц. Это приводит к значительному росту затрат при их проектировании, что принципиально отличает от проектирования без учёта факторов воздействий тяжёлых ядерных частиц. Ввиду этого одним из способов повышения эффективности проектирования радиационно-стойких изделий (и снижения как времени, так и финансовых затрат) для достижения заданных техническим заданием параметров является синтез виртуальной реальности (СВР) для проектируемой радиационно-стойкой электронной компонентной базы специального назначения. Однако такой подход определяет необходимость решения проблемы формирования научных основ синтеза виртуальной реальности воздействий тяжёлых ядерных частиц на проектируемые радиационно-стойкие изделия электронной компонентной базы специального назначения.

Для решения этой проблемы необходимо разработать методы моделирования проектируемых объектов электронной компонентной базы на основе синтеза виртуальной реальности, методы (в виде моделей и алгоритмов) учёта отдельных видов воздействий тяжёлых ядерных частиц с применением структуры

з

и размеров материалов проектируемой в САПР электронной компонентной базы специального назначения и методы представления виртуальной реальности для проведения модельных экспериментов с использованием современных информационных технологий 3D моделирования.

Степень разработанности темы исследования. В исследованиях

A. Ставцева и А. Сурма осуществлялась идентификация основных причин отказов для силовых полупроводниковых приборов в процессе эксплуатации, где рассматривались электрические и тепловые режимы эксплуатации, выходящие за пределы области безопасной работы полупроводниковых приборов, определенной производителем, нештатные и аварийные режимы работы оборудования, учёт возможности выработанного ресурса. Однако в их работах не рассматриваются нештатные и аварийные режимы работ применительно к воздействиям тяжёлых ядерных частиц в условиях дальнего космического пространства.

Такого рода исследования проводились JI. JI. Акатовьм, А. Н. Авериным,

B. Г. Малининым, В. В. Маркеловым, Г. В. Милошевским, Г. К. Платоновым. Их исследования посвящены тиристорным эффектам в больших интегральных схемах (БИС) под воздействием одиночных частиц с высокой энергией, где ими было выполнено моделирование воздействия высокоэнергетичного ионизирующего излучения космического пространства (КП) на БИС по тиристорному эффекту (ТЭ) с применением излучения изотопа Cf252 и импульсного лазерного излучения. Эксперименты проводились с помощью разработанного физико-математического программного комплекса «MONSOL» для трехмерного моделирования взаимодействия проникающих излучений со сложными слоистыми структурами, а результаты сводились к линейной потере энергии падающих частиц на поверхности кристалла и на любой заданной глубине, то есть ими проводились натурные эксперименты с дальнейшим сбором и обработкой статистически полученных в ходе эксперимента данных. Такой подход обладает достаточно высокой точностью получения результатов эксперимента и их обработки, однако довольно много времени уходит на подготовку к проведению эксперимента. Тем не менее, такое решение задачи не позволяет разрабатывать и модифицировать модели синтеза виртуальной реальности для внедрения их в САПР при проектировании радиационно-стойкой электронной компонентной базы специального назначения.

Подробный сравнительный анализ результатов исследований электронной компонентной базы при испытании на стойкость по одиночным событиям на лазерных имитаторах и ускорителях ионов был выполнен Васильевым А.Л., Печенкиным A.A., Чумаковым А.И., Савченковым Д.В., Тарараксиным A.C., Яненко A.B. Эти авторы совместно с P.P. Нигматуллиным и С.А. Соловьевым предложили методики исследования и предотвращения возникновения одиночного тиристорного эффекта, тем не менее, возможность применения синтеза виртуальной реальности в данных методиках ими не рассматривалась.

Вопросами управления разработкой и производством микросхем нового поколения двойного назначения занимался Фортинский Ю.К., однако в данных исследованиях не рассматривалась возможность использования подходов, реа-

лизованных на СВР в САПР для проектирования радиационно-стойкой электронной компонентной базы специального назначения.

П.Н. Осипенко осуществлял анализ отечественных и зарубежных микропроцессоров для оценки стойкости их к воздействию радиационных факторов космического пространства, где указывал на необходимость перехода к исследованиям на уровень 0,15 мкм для микросхем, используемых в космическом пространстве, и 0,032 мкм для микросхем, используемых в коммерческих целях. Его работы подтверждают необходимость теоретических исследований поведения СБИС, использующих такого рода технологии проектирования.

Исследованиями моделирования МОП — транзисторов занимался В.В. Денисенко, который одним из основных видов моделирования предлагает полунатурное. Однако возможность использования подходов, ориентированных на технологии моделирования синтеза виртуальной реальности, им не рассматривалась.

Применением тестовых структур для контроля технологического процесса БИС занимались С.С.Булгаков, Д.Б. Десятов, С.А. Еремин, В.В. Сысоев Тем не менее, основные исследования были направлены на тестирование технологического процесса СБИС, а не на синтез виртуальной реальности для тестирования микросхем в радиационной среде.

В.В. Ракитиным описаны физико-технологические и конструктивно-топологические особенности КМОП — изделий, однако без учёта внешних воздействий на них и без учёта дополнительных параметров устройств для уровня 0,15 мкм.

В работах К.И. Таперо, В.Н Улимова, В.В. Емельянова (ФГУП «НИИП») исследовались модели интегральных ионизационных эффектов в КМОП — изделиях, однако возможность применения этих моделей для синтеза виртуальной реальности этих процессов не рассматривалась.

Вопросами повышения достоверности и точности оценки радиационной стойкости для радиоэлектронной аппаратуры на этапах проектирования и с использованием расчетных методов занимались С. Полесский, В. Жаднов, М. Ар-тюхова, В. Прохоров. Тем не менее, исследования в области возможности использования предлагаемых расчётных методов при синтезе виртуальной реальности ими не проводились.

Исследования для разработки средств автоматизации проектирования применительно к радиационно-стойкой микроэлементной базе проводились В.Н. Ачкасовым, В.П. Крюковым, И.П. Потаповым, М.В. Конаревым, В А. Смерек (ФГУП «НИИЭТ»), Однако возможность адаптации процессов, описываемых математическими моделями и физическими экспериментами, ими не предлагались.

С учётом возможностей современных информационных ЗО технологий и анализа существующих методов, алгоритмов и моделей проектирования на основе физических процессов, происходящих при воздействиях тяжёлых ядерных частиц, появляется возможность решения проблемы по формированию научных основ для синтеза виртуальной реальности проектируемой радиационно-стойкой электронной компонентной базы специального назначения.

При этом также возникает необходимость формирования методов и алгоритмов разработки компонентов САПР, позволяющих синтезировать различные среды проектирования в виде интегральных ионизационных эффектов для ЭРИ, и их оценки в виде статистических зависимостей, аналогичных проводимым натурным испытаниям.

К особенностям предлагаемой методологии автоматизированного проектирования, определяющей проблему формирования методов и алгоритмов для научных основ проектирования PC ЭКБ СН, относятся:

1. Использование современных САПР Cadence, Synopsys (США, Маунтин Вью, Калифорния), SIMetrix, Electronics Workbench, CST Studio Suit:

- отсутствие возможности учёта проектирования PC компонентов современной электронной базы специального назначения в открытом пользовании;

- отсутствие возможности адаптации в процессе проектирования к изменению параметров проектируемых СБИС нового поколения с учётом радиационной стойкости (для 100 нм и менее);

- отсутствие возможности учитывать прогноз воздействия тяжёлых ядерных частиц на электрические и структурные параметры связей для электронной компонентной базы специального назначения на этапе проектирования.

2. Уменьшение размеров проектируемых СБИС нового поколения и их межкомпонентных связей, что приводит к возрастанию влияния ТЯЧ на электронную компонентную базу полупроводниковых элементов (в отличие от ламповых элементов).

3. Возрастание количества новых материалов, используемых при проектировании и создании новых СБИС, что приводит к изменению структурных особенностей кристаллических решёток.

4. Развитие современных компьютерных технологий 3D моделирования с использованием языков 3D MAX, UNITY3D, VRML, С++.

5. Возрастание стоимости и значимости последнего этапа проектирования электронной компонентной базы СН в виде натурного эксперимента по воздействию на неё ТЯЧ (то есть оценка эффективности радиационной стойкости проектируемой электронной компонентной базы СН при современной методологии проектирования осуществляется на заключительном этапе).

Таким образом, актуальность решения данной проблемы определяется необходимостью устранять имеющиеся недостатки современных САПР и совершенствовать методологию для повышения эффективности оценки PC ЭКБ СН на ранних этапах проектирования за счёт методов синтеза виртуальной реальности.

Настоящее диссертационное исследование посвящено решению именно этих вопросов и выполнено в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия» в рамках госбюджетной НИР по теме «Разработка средств проектирования микросхем в части моделирования радиационного воздействия и разработка первого варианта радиационно-стойких библиотек элементов» в соответствии с договором № 19/13/66-64/2013

и участием в проведении испытаний на специальных воздействующих факторах для аналогового ключа с полосой частот 1..2 ГТц.

Целью диссертационного исследования является повышение эффективности функционирования систем автоматизированного проектирования на основе совершенствования методологии проектирования радиационно-стойкой ЭКБ СН уже на ранних этапах проектирования за счёт применения методов синтеза виртуальной реальности в виде воздействий тяжёлых ядерных частиц на отдельные составные материалы субмикронных интегральных схем.

Достижение цели предполагает решение следующих научных задач:

1. проанализировать методы синтеза виртуальной реальности в САПР сквозного проектирования радиационно-стойкой электронной компонентной базы специального назначения и методы оценки их радиационной стойкости;

2. разработать модели, алгоритмы и методы синтеза и анализа ЭКБ специального назначения для оценки радиационной стойкости с использованием методов синтеза виртуальной реальности;

3. разработать модели, алгоритмы и методы для синтеза й анализа формирования воздействий тяжёлых ядерных частиц с использованием методов синтеза виртуальной реальности;

4. разработать модели, алгоритмы и методы синтеза виртуальной реальности при формировании отдельных элементов электронной компонентной базы специального назначения для разработки САПР с учетом возможности прогноза оценки их радиационной стойкости;

5. разработать модели, алгоритмы и методы синтеза виртуальной реальности при формировании совокупности элементов электронной компонентной базы специального назначения для разработки САПР с учетом возможности прогноза оценки их радиационной стойкости;

6. разработать обобщённую методологию проектирования радиационно-стойкой электронной компонентной базы специального назначения с использованием научных основ формирования объектов и методов синтеза виртуальной реальности;

7. провести анализ эффективности функционирования проектных решений ЭКБ специального назначения для оценки радиационной стойкости с использованием синтеза виртуальной реальности.

Объект исследования. Методология САПР при проектировании радиационно-стойкой электронной компонентной базы специального назначения.

Предмет исследования. Методы геометрического моделирования проектируемых объектов и синтеза виртуальной реальности для проектирования радиа-ционно-стойкой электронной компонентной базы специального назначения.

Методы исследования. Выполненные теоретические и экспериментальные исследования базируются на использовании основных положений теории элементарных частиц, ядерной теории, теории ядра, электротехнической теории, теории дифференциальных уравнений в частных производных, теории систем, теории автоматизации проектирования, теории оптимизации, общей теории взаимодействий, теории ЗБ моделирования, методов синтеза виртуальной реальности.

Научная новизна заключается в разработке моделей, алгоритмов и методов проектирования радиационно-стойких изделий электронной компонентной базы специального назначения для повышения эффективности технологической подготовки таких изделий на основе синтеза виртуальной реальности.

В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

1) модели синтеза проектных решений электронной компонентной базы специального назначения, отличающиеся учётом построения кристаллических решёток материалов, из которых выполнены элементы, что обеспечивает возможность формирования структуры для оценки их радиационной стойкости;

2) алгоритмы синтеза проектных решений электронной компонентной базы специального назначения, отличающиеся использованием интегрированного подхода с методами синтеза виртуальной реальности;

3) модели отдельных элементов электронной компонентной базы специального назначения, отличающиеся возможностью учёта особенностей строения материалов, энергетических уровней химических элементов с использованием методов синтеза виртуальной реальности;

4) модели и алгоритмы воздействий тяжёлых ядерных частиц на отдельные элементы элеюронной компонентной базы специального назначения, отличающиеся возможностью оценивать радиационную стойкость элементов на энергетическом уровне и определять напряжённые связи с использованием методов синтеза виртуальной реальности;

5) модели и алгоритмы воздействий тяжёлых ядерных частиц на совокупность элементов электронной компонентной базы специального назначения, отличающиеся возможностью оценивать радиационную стойкость элементов на энергетическом уровне и определять напряжённые связи с использованием методов синтеза виртуальной реальности;

6) методы оценки радиационной стойкости электронной компонентной базы, отличающиеся формализованными критериями для использования их при синтезе виртуальной реальности;

7) методы синтеза виртуальной реальности, отличающиеся возможностью моделирования отказов в отдельных областях структур при воздействиях тяжёлыми заряженными частицами с учётом формирования напряжённых связей в ЗЭ моделях отдельных элементов электронной компонентной базы специального назначения для учёта результатов проектного эксперимента по предварительной оценке радиационной стойкости изделия в целом.

На защиту выносятся:

1. Теоретические основы для решения проблемы формирования методов ЗБ моделирования проектируемых объектов электронной компонентной базы на основе синтеза виртуальной реальности.

2. Модели и алгоритм синтеза кристаллической структуры материалов при формировании электронной компонентной базы специального назначения

3. Модели и алгоритмы формирования потоков воздействия ТЯЧ

4. Модели формирования отдельных элементов ЭКБ СН

5. Модель формирования напряжённых связей в структурах кристаллов при воздействии тяжёлых ядерных частиц

6. Метод и алгоритм оценки радиационной стойкости электронной компонентной базы специального назначения на основе напряжённых связей

7. Обобщённая методология проектирования радиационно-стойкой электронной компонентной базы специального назначения с использованием научных основ формирования объектов и методов синтеза виртуальной реальности.

Достоверность научных результатов. Научные положения, теоретические и практические результаты и рекомендации к применению, полученные в диссертации, обоснованы натурными экспериментами, проверкой адекватности моделей с имеющимися статистическими данными, подтверждены математическими расчетами и численными методами решения систем дифференциальных уравнений в частных производных, многократной их проверкой и результатами внедрения в процесс проектирования электронной компонентной базы для ЭРИ со степенью интеграции до 100 нм, стойких к ионизационным потерям и структурно-топологическим дефектам.

Практическая значимость работы заключается в применении предложенных компонентов САПР, позволяющих осуществлять синтез виртуальной реальности и учитывающих различные среды воздействий тяжёлых ядерных частиц на этапах проектирования радиационно-стойкой ЭКБ СН.

Реализация и внедрение результатов работы. Полученные результаты диссертации используются в ОАО «НИИЭТ» г. Воронеж, ОАО «ВЗПП-Сборка» г. Воронеж, ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия». Суммарный экономический эффект не менее 6 млн. рублей.

Соответствие диссертации паспорту специальности научных работников. Выполненная работа проводилась в рамках шифра специальности 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования, применительно к областям исследования: п. 1 — Методология автоматизированного проектирования в технике, включая постановку, формализацию и типизацию проектных процедур и процессов проектирования, вопросы выбора методов и средств для применения в САПР, п. 2 - Разработка научных основ создания систем автоматизации проектирования и автоматизации технологической подготовки производства (САПР и АСТПП), п. 3 - Разработка научных основ построения средств САПР, разработка и исследование моделей, алгоритмов и методов для синтеза и анализа проектных решений, включая конструкторские и технологические решения в САПР и АСТПП, п. 8 — Разработка научных основ построения средств компьютерной графики, методов геометрического моделирования проектируемых объектов и синтеза виртуальной реальности.

Апробация работы. Положения, выводы и результаты исследований докладывались на: ежегодных научно-технических конференциях 5 ЦНИИИ МО РФ (Воронеж, 1993-1996), межвузовских НТК ВИРЭ (Воронеж, 1996, 2005), Всероссийской конференции научно-технического творчества молодежи НТТМ (Москва, 2005), Всероссийских научно-технических конференциях «Теория конфликта и её применение» (Воронеж, 2006, 2008, 2010), отчетных научных конференциях ППС ВИВТ (Воронеж, 2008-2011), XVIII Международной науч-

но-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 2012), первой российско-белорусской научно-технической конференции «Элементная база отечественной радиоэлектроники» (Нижний Новгород, 2013).

Публикации. По результатам исследования опубликовано 59 работ, в том числе одна монография, пятнадцать статей из перечня рецензируемых изданий, определенных ВАК РФ.

В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат вопросы, связанные с возможностью формирования процессов на основе использования синтеза виртуальной реальности. В частности, в работах [1-3,6,18-25] лично соискателю принадлежат методы оценки стойкости РЭС к внешним воздействиям, в работах [4, 37,47], алгоритмы формирования топологического пространства объектов различной природы, методы и алгоритмы выбора информационных ресурсов в условиях априорной неопределённости отражены в работах [9, 10, 26, 27, 32, 51], методам и моделям проектирования РЭС посвящены работы [30, 31, 34, 36, 38, 39, 44, 46, 48-50,55-58], в работах [5, 13, 16] отражены методы оценки взаимодействия систем и внешней среды и формирование моделей и методов взаимодействия. Остальные работы отражают методы моделирования проектируемых объектов на основе синтеза виртуальной реальности [7, 8, 11, 12, 28, 29, 33, 35, 40-42,45,52,53, 59].

Объем и структура работы. Диссертация структурно содержит: оглавление, введение, шесть разделов, заключение, список используемой литературы (всего 238 наименований) и одно приложение. Работа состоит из 260 страниц машинописного текста, (основной текст - 254 страницы), 145 рисунков и 7 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована актуальность темы; определены цель и задачи исследования; обоснована научная новизна работы и положения, выносимые на защиту, практическая значимость работы; сформированы необходимые данные по публикациям и структуре работы.

В первой главе выполнен анализ теоретических методов учёта воздействий ТЯЧ в системах автоматизированного проектирования электронной компонентной базы. Исследованы возможности современных САПР: Cadence, Synop-sys, CST, HFSS, SIMETRIX, Workbench и языков VHDL, VRML, которые демонстрируют отсутствие специфики проектирования радиационно-стойких КМОП - изделий, а также отсутствие наглядности проектируемых компонентов электронной компонентной базы.

Кроме того, в данной главе предложена схема диссертационных исследований для решения поставленной проблемы (рис. 1).

Вторая глава посвящена теоретическим исследованиям разработки моделей, алгоритмов и методов синтеза и анализа электронной компонентной базы СН для оценки радиационной стойкости с использованием методов синтеза виртуальной реальности. Разработан обобщённый алгоритм формирования син-

теза виртуальной реальности для объектов проектирования радиационно-стойкой электронной компонентной базы специального назначения (рис. 2).

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ

ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

РМШЖШО-СТШШ0

ЭКБ

Методология САПР при

проектировании р однациокно-с тонкой ЭКБ

Методы

геометрического

моделирования

проектируемой

радиационно-стойхой

электронной

компонентной базы

Методы синтеза виртуальной реальности дои применения в САПР при проектировании радиацнонно-стойкой ЭКБ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ, АЛГОРИТМОВ И МЕТОДОВ ДЛЯ СИНТЕЗА ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИИ

ВЫБОР КРИТЕРИЕВ, ОЦЕНКА РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ ЭКБ

Теоретические основы

структуры кристаллов

стойкости материалов ЭКБ

Теория тяжелых ядерных частиц

Теория 30 моделирования ЭКБ

Теория радиоэлектр онных цепей

Теория дифференциальных уравнений

Модель и алгоритм синтеза структуры кристаллов при а ЭКБ

Алгоритм и метод оценки радиационной стойкости ЭКБ на основе

связей

Модель и алгоритм формирования потоков воздействия ТЯЧ

Модель формирования отдельных элементов

электронной компонентной базы

Модель формирования

тт-

Оценка радиационной стойкости

Рис. 1 - Схема диссертационных исследований Обосновывается необходимость учёта основных характеристик материалов, из которых формируются полупроводниковые субмикронные интегральные схемы (молярная масса, плотность, кристаллическая структура, постоянная кристаллической решётки, вид структуры, ширина запрещённой зоны), так как это оказывает влияние при взаимодействии узлов решётки с внешними ТЯЧ.

Модель в вице иерархической

Рис. 2

Для простоты формирования структур кристаллических решёток в моделях МАТЬАВ предложено учитывать индексы Миллера с целью учёта ориентации атомных плоскостей в трёхмерном пространстве и расчёта величины с!ш , опре-

деляющей толщину между слоями кристаллической решётки или период решётки относительно направления внешних воздействий, в том числе радиационного, тяжёлыми ядерными частицами и т.п.

—= — где В = 1 + 2-С08«-СХ)5/?-С03у-С032 ог-соз2 /?-соз2 у; (1)

И1-%т.2а к1-%тг в 12-$т2у 2-И-к-(со&а-со$в-совг)

А =-+-— +-- +-^-г—--—+

аг Ьг сг а-о

2-1-к-(со5у-соз/3-со$а) | 2-к-1-(со$а-соьу-со&/}) с-Ъ а-с

где (Ьк1) - индексы, каждый из которых принимает значение либо 0, либо 1; а, Ь, с - периоды решетки, а, р, у — углы кристаллических сингоний.

Критерием правильности расчёта выбрано число формульных единиц

<2>

М

где р - плотность вещества (г/см3), V - объем элементарной ячейки (А3), М молярная масса вещества (г/моль).

Для анализа кристаллической структуры материалов применялся метод прямого расчёта постоянной Маделунга, что даёт возможность определять энергию кулоновского взаимодействия между элементами кристаллической решётки:

Е = —(3)

4га о«1*,,

где е=1.602176565(35)-10"19 Кл - значение элементарного заряда; Ео - диэлектрическая проницаемость вакуума; (1«р - межядерное расстояние, Ам - сумма бесконечного знакопеременного ряда, характеризующего решеточную сумму кристалла, называемая постоянной Маделунга.

Так как исходная элементарная ячейка кристалла изотропна по всем трем осям (х, у, т), то для расчётов суммарных значений зарядов была введена сфера Харрисона, которая исключает электростатическое взаимодействие ионов и влияния кулоновских сил. Такой подход позволил сократить расчётное время взаимодействия кристаллической решётки с внешними воздействиями различного характера (в том числе и радиационного).

В модели радиационных эффектов воздействия тяжелых заряженных частиц Ягес (в отличие от нейтронов) учитывается объёмная ОЖЕ - рекомбинация (при сильном легировании и большой концентрации носителей) и рекомбинация Шокли-Рида-Холла (при малом легировании или наличии дефектов), которая определяется суммой их скоростей, то есть Причем

*А»«е, = §:= §:=Се(п2р-пЬо) + Сь(р2п-рЯ), (4)

где пир — полные концентрации носителей электронов и дырок соответственно, а По и р0- их начальные концентрации.

= (5)

т т

где время жизни электронов и дырок одинаково (т=тр=т,,).

В синтезе виртуальной реальности учитывается коэффициент диффузии электронов и дырок, который определяется коэффициентами основных Босн и неосновных Бно носителей заряда

й = 20"°Ро1:н . (6) сво+оосн

Для расчёта радиуса сосредоточения заряда в подложке принята величина, пропорциональная квадратному корню площади Б чувствительной зоны:

(7)

В моделях СВР общий накопленный (¿(Ч) за время I заряд в области пространственного заряда вычисляется по формуле

I 11,=,

йп

= | — гЛг.

дг

(8)

Для ЗБ моделирования синтеза виртуальной реальности выбран расчёт энергетического спектра экситонов Ванье - Мотта, которые присущи полупроводникам из-за их высокой диэлектрической проницаемости и формируют радиус экситона, во много раз превышающий период кристаллической решётки.

Скорость рекомбинации экситона прямо пропорциональна приведённой

массе ц =

1

т.

1

т

, заряду электрона е и обратно пропорциональна квадра-

ь V

постоянной Дирака Ь=6,5821128(15)-10

=

ту диэлектрическои проницаемости полупроводника е, умноженной на квадрат

г16 эВ-с:

(9)

2» V ' ()

Приведена реализация простого примера СВР на примере взаимодействия ядра и внешней частицы (ТЯЧ, электрона) при их коллизии и без неё в виде модели (82.тс11 на рис. 3) в основе которой использована проверка по координатам в пространстве ионной или кристаллической решётки.

же-

В реальном движении свободных электронов в пространстве учитывают углы их входа фи и ф2 в кристаллическую решётку материала относительно горизонтальных осей х и ъ соответственно. Это также играет важную роль при воздействии ядер тяжёлых ядерных частиц космических лучей, обладающих высокой энергией. Поэтому при синтезе виртуальной реальности для оценки радиационной стойкости изделий устанавливаются соответствующие углы падения частиц относительно плоскости кристаллической решётки. Такой подход позволяет определять координаты узлов решётки, находящихся во взаимодействии с внешними частицами.

При прохождении частицей пути трека сЦ, в соответствии с координатными осями, принятыми в МАТЬАВ, С-н-ВшЫег, они будут пересчитаны из сферических координат в декартовы координаты следующим образом:

у. У Х = с11р 8т(90 — фк ) • зт(ф2)

\ •со5(90-фи) (10)

V 1 \ » \ 1 \ 1 зт(90—фга ) ■ сов(ф2)

Рис.4

При формировании кристаллических решёток в модели кг_ге8Ь.т<11 в зависимости от размеров заполняемого элемента рассчитывается количество нахождения атомов из предположения, что шаг расчёта масштабируется в соответствии с необходимьм коэффициентом:

+ + кв=-5- + 1, (11)

КК КК ьикм

где Кш — количество атомов, расположенных по ширине материала; Кд, - количество атомов, расположенных по длине материала; Кв - количество атомов, расположенных по высоте материала; Ш — ширина материала; Дл — длина материала; В - высота материала; Ь„ - идеальный шаг, равный одной условной единице длины; км - коэффициент масштаба.

С целью дальнейшего моделирования местоположения атомов в материале учитывается их диаметр с1а. Для этого используется следующее выражение:

_ Ш-(1а -(Кш -1) Дл-с1а -(Кд,, -1) _В-(1а-(Кв-1)

Кк Кк ' Ьв" (12)

Таким образом, в ЗБ моделях учитывается местонахождение атомов в кристаллической решётке материала. Кроме того, в этой главе предложен пошаговый алгоритм взаимодействия разработанных моделей.

Третья глава посвящена разработкам моделей, алгоритмов и методов для синтеза и анализа формирования воздействий тяжёлых ядерных частиц с использованием методов синтеза виртуальной реальности. В начале главы даётся

анализ дифференциального энергетического спектра космических лучей, который определил дальнейший состав моделей. Предложены модель и алгоритм формирования потоков воздействия ТЯЧ. Проведён анализ и учтены особенности взаимодействия нейтронов с частицами, определены потери нейтронами своей энергии.

Определено пороговое значение перехода нейтронов (при столкновениях нейтронов с ядрами) к тепловой энергии атомов, которая равна энергии 0.5 - 1эВ, что приводит распределение нейтронов к равновесному максвеллов-скому распределению:

— «л/Ёехр(-—), при Е < 1эВ. (13)

<Ш П кГ *

Разработана модель епе^_сЬа8ис.тс11, которая определяет снижение кинетической энергии быстрых нейтронов (замедление нейтронов) до теплового нейтрона и перехода его к точке поглощения (рис. 5).

Результаты модели епе^сЬазПс.тсН, определяющие зависимость снижения кинетической энергии быстрых нейтронов от начальной кинетической энергии (эВ), представлены на рис. 6, определяющие пороговое значение перехода ней-

Рис. 6 Рис. 7

В данной модели учитывается диффузия тепловых энергий нейтронов, которая распространяется в веществе во все стороны от источника и описывается длиной диффузии Ь:

где г0 - среднеквадратичное расстояние прохождения теплового нейтрона в веществе до его поглощения.

Кроме того, в моделях синтеза виртуальной реальности учитывается распределение нейтронов деления по энергиям, которая описывается спектральной функцией Уатта:

э(У2Ё)-ехр(-л/2Ё)

п(Е) = 0.4839 Л

•ех1

р(-Е).

(15)

Модель зрекйАт^ХУайа.тсП спектральной функции Уатта показана на рис. 8, а результат её функционирования - на рис. 9.

Для описания законов радиоактивного распада было использовано правило смещения Содди, которое описывает а-распад и (3-распад.

Разработана и предложена модель прохождения частицы Ц-ек.тсП (рис. 10) и даны результаты её функционирования применительно к а-частицам (рис. 11).

Разработана модель гасНоаЫ^гавра&тсН радиоактивного распада частиц (рис. 12) и приведены результаты её функционирования (рис. 13).

■ Н —■ :

и... и- „, >,.,,.« >«.:,,.«:>» :а!3 ррр я'лт е а <::

: - а • > г'оо*" .....г.'> ®И0 Г

Рис. 8

Ш-л □ «ее

« рГ[мммГ.....31 Йй @ Й

1 ..........

Цо—-Ш- —>0

I ^ 1<иг\

Рис.10 Рис.11

Разработаны модель 811гесЦг^ег_1.т<11 волновых функций Рв1(х) и энергий потенциальной ямы (рис. 14), модель 8гес1ег1.т(11, базирующаяся на уравнении Шрёдингера и определяющая зависимость потенциальной энергии частицы при её заданной начальной энергии и взаимодействии процессов ОЖЕ-

рекомбинации (рис. 15), и дан результат её функционирования, показывающий изменение потенциальной энергии в динамике (рис. 16).

Разработаны модель Ргепке1_1 ,пм11 (рис. 17), определяющая необходимое количество пар Френкеля, способных образовывать дефекты на уровне микродеформаций материалов, и модель ЗЬоАсМ.тсП (рис. 18) для образования дефекта ИГоттки и их соответствующих пороговых значений (рис. 19 и 20).

Описана взаимосвязь всех моделей в виде алгоритма на рис. 21.

Рис. 12

Рис. 13

Рис. 15

Рис. 16

Рис. 19

Рис. 20

Рис. 17

Рис. 18

Модели воздействий тяжёлых ядерных частиц (шаг 14, рис. 2)

Процесс проникновения частиц в кристаллические решётки материалов

Ж

Процесс формирования кристаллических решёток материалов

Модель й'ек.тсЦ'''

Модель ¡^гевЬ.тй, шаги 4, 7, рис. 2)

'-' •—^

5 а а а. Р"

Процесс формирования потенциальной энергии частицы при начальной заданной кинетической энергии Ео

Процесс формирования волновых функций с энергиями потенциальной ямы

а! о К

см си

т Г-*

ё ю

«

2 0?

3*

Процесс распада радиоактивных частиц

Процесс снижения

кинетической энергии быстрых нейтронов (замедление нейтронов) до теплового нейтрона и перехода его к точке поглощения

А Р> 5» А 1

н: "3 "8

^ Он

и.

¡а 1

2 -§ ; 5 I

А-

Процессы представления параметров взаимодействия ядра и частицы

ж

ж

Процессы формирования дефектов на уровне шж^д^формаций

ж

Модель ЗЬойа_1.тШ

Ж

Модель Егепке1_1.гшй

Рис.21 18

Четвёртая глава посвящена разработке моделей синтеза виртуальной реальности при формировании отдельных элементов электронной компонентной базы СН для разработки САПР с учётом возможности прогноза оценки их радиационной стойкости. Выделены основные структуры транзисторов, которые необходимо синтезировать, определены их основные параметры, к которым относятся: толщина (^л [мкм] и уровни легирования приборного слоя [см-3], ширина [мкм] и длина Ьк [мкм] канала, длины истока Ьи [мкм] и стока Ьс [мкм], длина контакта металлизации к истоку Ьми [мкм] и к стоку Ьмс [мкм], уровни легирования областей стока и истока [см-3], начальные подвижности электронов и дырок [В/(см-с2)], а также исходные времена жизни электронов и дырок [не].

С целью моделирования физических эффектов для синтеза виртуальной реальности в диссертационном исследовании была взята стандартная модель ЕРБЬ-ЕКУ МОБРЕТ, позволяющая осуществлять: основной геометрический процесс, связывающий параметры толщины окисла, глубины залегания р-п-перехода, эффективную длину (1^) и ширину канала; эффекты профиля распределения легирующей примеси, эффект подложки; моделирование поведения слабой, умеренной и сильной инверсий; моделирование эффектов подвижности, обусловленных вертикальными и горизонтальными полями, а также наличием поперечной составляющей скорости; эффекты короткого канала, такие как модуляция длины канала (в МОП - транзисторе - СЬМ), перераспределение заряда исток-сток (включая ширину узкого канала), эффект короткого обратного канала (ИЗСЕ); моделирование тока подложки, обусловленного ударной ионизацией; динамическую модель квазистатического базового заряда; моделирование теплового шума и шума мерцания; не квазистатическую модель первого порядка для полной междуэлектродной проводимости; геометрию малых расстояний и смещениезависимого согласующего устройства.

Модель ЕРБЬ-ЕКУ МОЗБЕТ в диссертационном исследовании была расширена моделями, показанными на рис. 21, что позволило в дальнейшем, при синтезе виртуальных воздействий тяжёлыми ядерными частицами, определять как стандартные электрические параметры устройств, так и возможные структурные дефекты.

Предложены модели расчёта и оценки образования числа дополнительных напряженных связей (НС) при изменении структуры решетки (смещение атома из узла решетки в трёхмерной плоскости) за счёт воздействий тяжёлыми заряженными частицами применительно к ЗБ кристаллическим решёткам (рис. 22).

С учетом полученных смещений атомов уравнение непрерывности позволяет определить изменение концентрации НС в диэлектрике и принимает вид:

= "(Крел + 1)к.Р(*, 0А(х, 1) + О д, (16)

Рис. 25 - Виртуальный компонент микрополосковой линии, где И - высота несимметричной полосковой линии, мм; / - толщина печатной проводящей полоски, мм; IV — ширина полоскового проводника; ег — относительная диэлектрическая проницаемость материала изоляционной платы

Рис. 26 - Виртуальный компонент щелевой линии

где скорость генерации дополнительных напряжённых связей СА при образовании смещений определяется следующим образом:

СА = ^¡г1 = Кнс^(ЁМЁ)п0фчаст, (П)

(Л

где ц>част — плотность потока высокоэнергетических частиц.

Модель уаг_копс М8_у_сНе1ес1пс.тс11 для синтеза виртуальной реальности, учитывающая эти закономерности, представлена на рис. 23, а результаты её ра-

Рис. 23 Рис. 24

В данной главе также представлены модели отдельных элементов электронной компонентной базы СН, использующих компланарную или микрополоско-вую технологии (рис. 25-33), где справа у каждого рисунка показана его структура с основными синтезируемыми параметрами.

■ \ 1 \ 2 ^ 5 \ 4

Рис. 29 - Виртуальный компонент конденсатора с напылением диэлектрика, где 1 и 3 - металл, 2 - диэлектрик, 4 - подложка

г) Д) е)

Рис. 30 - Виртуальные компоненты катушек индуктивности в виде меандра (а), спирали (б), прямоугольной спирали (в), где В и с1 - внешний и внутренний диаметр катушки соответственно, мм; 5 - расстояние между полосковыми проводниками, мм; Ь - длина меандровой линии, мм; / - длина катушки, мм

Рис. 28 - Виртуальный компонент плёночного резистора, где 1 — длина резистора, мм; Ъ - ширина резистора, мм; 5 — площадь резистора, мм, с/ - толщина пленки, мм.

Рис. 27 - Виртуальный компонент связанных микрополосковых линий, где 5 -расстояние между полосковыми проводниками

Рис. 31 - Виртуальный компонент широкополосной согласованной нагрузки, где Л - резистор, Ом; 20 - волновое сопротивление тракта СВЧ; IV,, - ширина МПЛ тракта С В Ч, мм: ё - внутренний диаметр отверстия, мм

Рис. 32 - Виртуальный компонент узкополосной согласованной нагрузки, где /ш - длина шлейфа, мм; И-'0 ' ширина шлейфа, мм; 20 - волновое сопротивление шлейфа

Рис 5.2. Прямоугольная гнфндная схема мостовая

Рис. 33 - Виртуальный компонент мостовой прямоугольной гибридной схемы, где / - размеры прямоугольника

Особенностями такого подхода является согласованное местоположение координатных плоскостей отдельного компонента относительно синтезируемых узлов кристаллической решётки за счёт соответствия коэффициентов масштабирования. Это достигается на этапе формирования матрицы узлов кристаллической решётки и привязки её к координатам осей (х, у, г).

На пересечении плоскостей (х, у, г) в матрицах устанавливаются значения номеров химических элементов таблицы Менделеева Д.И., которые определяют максимальное число разрешённых состояний на электронных уровнях, массу, заряд, валентность. При ЗБ моделировании воздействий СВР ТЯЧ на специфические отдельные элементы ЭКБ СН учитываются углы падений частиц, их энергии, определяется путь пробега (трек) в материале и рассчитываются координаты взаимодействующих узлов. Дальнейшие расчёты производятся приме-

нительно к этим координатам, что определяет НС и оценивает возможность формирования в этих местах структурных дефектов Френкеля или Шотгки.

Пятая глава посвящена разработкам моделей, алгоритмов и методов синтеза виртуальной реальности при формировании совокупности элементов электронной компонентной базы СН для разработки САПР с учётом возможности прогноза оценки их радиационной стойкости. С учетом изложенных ранее научных основ формирования синтеза виртуальной реальности для объектов проектирования радиационно-стойкой электронной компонентной базы СН была разработана программная модель (Pro3DChip.exe) исследований оценки радиационной стойкости с внешним интерфейсом (рис. 34) и окно с исходными данными для формирования моделей исследования (рис. 35).

ПОТ ГУП Н Н! И »ЕАЛ1 НОС ТИ » <ЪЕКГО! !■■■.1 КТироБ-аНиЯ РЛД]1ДЦ>10пН0'СТи1 кои

Рис. 34 Рис. 35

При выборе необходимого количества слоёв (определяется технологией и типом отдельного элемента электронной компонентной базы), химических элементов, из которых состоят компоненты ЭКБ, автоматически определяется тип решётки, её период, радиус атома и после задания параметров слоя формируется ЗГЗ построение самого компонента. Примерами таких построений являются транзисторы различной структуры, представленные на рис. 36 (модель планарного транзистора из 5 слоёв ЗП) моделирования), рис. 37 (модель КНИ транзистора из 5 слоёв), рис. 38 (модель полевого транзистора с управляющим р-п-переходом 1 типа из 6 слоёв), рис. 39 (модель полевого транзистора с управляющим р-п-переходом 2 типа из 6 слоёв), рис. 40 (модель полевого транзистора с изолированным затвором и индуцированным каналом из 4 слоёв), рис. 41 (модель полевого транзистора с изолированным затвором и встроенным каналом из 5 слоёв).

вшш

7ЖЖ\

ЩШШШЯШШ

Рис. 40 Рис. 41

В этой же главе предложена обобщённая методология с использованием научных основ синтеза виртуальной реальности для проектируемой радиационно-стойкой ЭКБ СН (рис. 42).

Рис. 38

Рис. 39

Начало )

1

Разработанная структурно -

топологическая схема изделия представляется на уровне синтеза виртуальной реальности

Выбирается закон распределения тяжёлых

ядерных частиц для воздействия на ЭКБ СН

Определяется структура и

расположение атомов кристаллической решётки для отдельных элементов ЭКБ СН

Задаются начальные параметры формирования модели

Расчет параметров напряжённых связей в моделях

г- 6 -1-

Вывод результатов формирования напряжённых связей в моделях

Оценка радиационной стойкости в норме

10

Разработанная структурно -топологическая схема изделия может технологически веализовываться

( Конец

Необходима разработка

новой структурно-топологической схемы изделия

Рис. 45 Рис. 46

Показан результат работы компонента полевого транзистора с изолированным затвором и индуцированным каналом из 4 слоёв моделирования при накоплении заряда в подканальной области (выделена красными изолиниями на рис. 47), и формирование процессов деформации на стыках разнородных мате-

Рис. 43

Рис. 44

Кроме того, на основе полученных ранее отдельных элементов электронной компонентной базы, объединяя их в определённую структуру компонента или субмикронной интегральной микросхемы, можно получить готовое изделие (на примере транзистора из отдельных полосковых компонентов в ЗБ моделировании, результат представлен на рис. 43 и 44).

Шестая глава посвящена результатам работы методологии синтеза виртуальной реальности в целом. В ней сравниваются графики экспериментальных данных (рис. 45) и результаты работы моделей оценки стойкости электронной компонентной базы специального назначения (рис. 46) применительно к оценке

Особенностью предлагаемой методологии является возможность её уточнения и расширения (открытости) в зависимости от необходимости включения в общие модели дополнительных (новых) материалов, их структур, учёта дополнительных переходов между различными материалами (включая материалы не имеющие кристаллические решётки (аморфные) за счёт математического описания процессов и представления их отдельной моделью в общую структуру отдельных элементов ЭКБ СН).

В заключении приведены основные результаты исследований.

В приложениях представлены акты внедрения.

Таким образом, при исследовании были сформированы научные основы для разработки компонентов САПР, позволяющих осуществлять синтез виртуальной реальности и учитывать различные среды воздействий тяжёлых ядерных частиц на этапах проектирования РС ЭКБ СН.

Основные результаты работы

1. Разработаны теоретические предпосылки решения проблемы формирования методов ЗБ моделирования проектируемых объектов электронной компонентной базы на основе синтеза виртуальной реальности, позволяющие сокращать временные издержки проектирования радиационно-стойких элементов с использованием САПР до 33,3 % от общей продолжительности НИОКР.

2. Разработаны модели и алгоритм синтеза кристаллической структуры материалов при формировании электронной компонентной базы специального назначения, что позволяет визуализировать процесс проектирования изделий электронной компонентной базы с использованием различных материалов, включая технологически новые.

3. Разработаны модель и алгоритм формирования потоков воздействия тяжёлых ядерных частиц, что позволит расширить исследование различного вида воздействий на проектируемое изделие уже на ранних этапах, учитывать энергии частиц, которые не имеют современные экспериментальные установки и скорректировать структурно-топологическую схему с минимальными затратами до проведения натурных испытаний.

4. Разработаны модели формирования отдельных элементов электронной компонентной базы специального назначения, что на порядок сокращает время создания схемы изделия по сравнению с опытным инженером.

5. Разработана модель формирования напряжённых связей в структурах кристаллов при воздействии тяжёлых ядерных частиц, которая повышает достоверность получаемых результатов за счёт объединения апробированных математических моделей и технологий ЗБ моделирования на начальных этапах проектирования изделий электронной компонентной базы СН и снижает финансовые издержки до 18 % от общих затрат на НИОКР.

6. Разработаны алгоритм и метод оценки радиационной стойкости электронной компонентной базы специального назначения на основе напряжённых связей, позволяющие повысить эффективность проектирования на 12,2 % и точность оценки радиационной стойкости проектируемых изделий до 5-7 % относительно результатов натурных экспериментов.

7. Разработана обобщённая методология с использованием научных основ синтеза виртуальной реальности для проектируемой радиационно-стойкой электронной компонентной базы специального назначения, дающая возможность интегрировать все достоинства существующих технологий на основе теоретических и практических исследований, а также корректировать структурно-топологическую схему на ранних этапах проектирования до выполнения технологических процессов и проведения дорогостоящих натурных испытаний.

Основные публикации по теме диссертации:

Статьи, опубликованные в рецензируемых изданиях, определенных Перечнем ВАК

РФ.

1. Лавлинский, В.В. Подход к разработке методического обеспечения оценки стойкости проектируемых радиоэлектронных систем к воздействию мощных электромагнитных полей [Текст] / А.Н. Горин, Е.В.Кравцов, В.В. Лавлинский // Вестник Воронежского гос. техн. университета. 2006. Т. 2. № 3. - С.90-95.

2. Лавлинский, В.В. Применение метода Саати для решения задачи оценки стойкости современных радиоэлектронных систем к воздействию мощных электромагнитных полей [Текст] / Е.В.Кравцов, В.В. Лавлинский // Воронеж: Вестник ВГТУ, №4, Серия САПР, 2006. - С.40-43.

3. Лавлинский, В.В. Проблемы испытания радиоэлектронных систем на стойкость к воздействию мощных электромагнитных полей [Текст] / Е.В.Кравцов, В.В. Лавлинский // Москва:Телекоммуникации.2007.№1.-С.45-48.

4. Лавлинский, В.В. Построение топологического пространства взаимодействия системы защиты информации с внешней средой [Текст] /В.В. Лавлинский, Д.В. Сысоев, О.В. Чурко, Н.Т.Югов // Томск: Доклады Томского гос. университета систем управления и радиоэлектроники,№2(16),2007.С.29-33.

5. Лавлинский, В.В. Система защиты информации и «проникновения», их взаимодействие [Текст] /В.В. Лавлинский, А.А. Мицель, Д.В. Сысоев, О.В. Чурко // Томск: Доклады Томского гос. ун-та систем управления и радиоэлектроники, №2(16), 2007. с. 15-17.

6. Lavlinskiy, V.V. Problems of testing radioelectronic systems for their resistance to powerful electromagnetic fields [Text] / E.V. Kravtsov, V.V. Lavlinskiy // Telecommunications and Radio Engineering. 2009. T. 68. № 5. C. 445^*50.

7. Лавлинский, В.В. Метод моделирования проектируемых объектов автоматизации для систем технологической подготовки производства на основе синтеза виртуальной реальности в условиях нечеткого представления контролируемых параметров [Текст] / В.В.Лавлинский, Е.Е.Обручникова, Ю.С. Сербулов // Инженерная физика: М.:НАУЧТЕХЛИТИЗДАТ, 2010, №3.-С.34-36.

8. Лавлинский, В.В. Основа метода проектирования информационных объектов автоматизации для систем технологической подготовки производства на основе синтеза виртуальной реальности в условиях нечеткого представления контролируемых параметров [Текст] /В.ВЛавлинский, Е.Е.Обручникова, Ю.С.Сербулов// Вестник Воронежского Государственного Технического Университета, том 6, №11 : Воронеж, 2010. -С.192-198.

9. Лавлинский, В.В. Мера информации в задачах выбора и распределения информационных ресурсов [Текст] / В.В.Лавлинский, О.Ю.Лавлинская, Ю.С.Сербулов//Инженерная физика:М. :НАУЧТЕХЛИТИЗДАТ,2010,№4.-С.7-8.

10. Лавлинский, В.В. Информационное обеспечение для оценки пороговых значений в распознавании релевантных свойств информационных объектов в условиях априорной неопределенности [Текст] / П.Ю. Зубрицкий, В.В.Лавлинский // Вестник Воронежского гос. техн. университета. 2011. Т.7. №6. С.209-214.

11. Лавлинский, В.В. Методы проектирования информационных объектов автоматизации для систем технологической подготовки производства на основе синтеза виртуальной реальности в условиях нечеткого представления контролируемых параметров [Текст] / В.В.Лавлинский, Е.Е.Обручникова, Ю.С.Сербулов // Вестник Воронежского Государственного Технического Университета. 2011. Т.7. №7. С.8-11.

12. Лавлинский, В.В. Информационное обеспечение синтеза виртуальной реальности в условиях нечёткого представления контролируемых параметров при проектировании информационных объектов АСТПП [Текст] / В.В.Лавлинский, Е.Е.Обручникова, Ю.С.Сербулов И Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского гос. аграрного университета. 2012. №76(02). С.339-350.

13. Лавлинский, В.В. Формирование моделей и методов взаимодействия информационных процессов [Текст] / В.В.Лавлинский, О.Г.Иванова // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. М.: Научтехлитиздат,2014.№ 5.С.39-50.

14. Лавлинский, В.В. Теоретические основы моделирования проектируемых объектов электронной компонентной базы для синтеза виртуальной реальности в виде воздействий тяжёлыми заряженными частицами [Текст] / В.В.Лавлинский // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. М.: ФГУП «Научно-исследовательский институт приборов». Выпуск 4. 2014. С.24-32.

15. Лавлинский, В.В. Теоретические исследования моделирования проектируемых объектов электронной компонентной базы для синтеза виртуальной реальности при воздействии тяжёлыми заряженными частицами [Текст] / В.В.Лавлинский // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. М.: ФГУП «Научно-исследовательский институт приборов». Выпуск 4. 2014. С.33-35.

Монография

16. Лавлинский, В.В. Научные основы синтеза виртуальной реальности для проектируемой электронной компонентной базы специального назначения при воздействии тяжёлых ядерных частиц [Текст] / В.В.Лавлинский, В.К.Зольников, К.И. Та-перо //Воронеж:ВГЛТА. 2014. - 254 с.

Статьи и материалы конференций.

17. Лавлинский, В.В. Методика оценки различных вариантов спец. структур для их ранжирования [Текст] / В.В.Ефремов, В.В .Лавлинский // Воронеж: труды научно -технической конференции 5 ЦНИИИ МО РФ , 1993. - С.77-87.

18. Лавлинский, В.В. Способы разрешения коалиционного конфликта в сложной радиоэлектронной системе [Текст] / В.В. Лавлинский, В.С. Лисовский, А.Г.Фадин // Воронеж : труды 3-ей межвузовской НТК, ВИРЭ, 1996. - С.42-44.

19. Лавлинский, В.В. Моделирование конфликтных воздействий мощных электромагнитных помех естественного происхождения на радиоэлектронные системы [Текст] / Е.В. Кравцов, В.В. Лавлинский // Теория конфликта и ее приложения: Материалы Ш-й Всерос. науч. - техн. конф. - Воронеж: Науч. книга, 2004. - С. 442-449.

20. Лавлинский, В.В. Определение параметров влияния грозовой электромагнитной обстановки на современные радиоэлектронные системы [Текст] / Е.В. Кравцов, В.В. Лавлинский // Воронеж: сборник тезисов докладов Военного института ра-

диоэлектроники, 2005. - С.21-27.

21. Лавлинский, В.В. Методическое обеспечение испытаний оценки стойкости радиоэлектронных систем к воздействию мощных электромагнитных полей [Текст] / А.Н. Горин, Е.В. Кравцов, В.В. Лавлинский // Москва: Материалы Всероссийской конф. науч. - техн. творчества молодежи НТТМ-2005. -С.23-25.

22. Лавлинский, В.В. Упрощение дискретных математических моделей динамики [Текст] / А.Н. Горин, Е.В. Кравцов, В.В. Лавлинский И Воронеж: Вестник Воронежского института МВД РФ, 2005. - С.72-80.

23. Лавлинский, В.В. Координационный способ обеспечения антикризисного режима функционирования современного комплекса комплексного технического контроля в условиях воздействия на него мощных СВЧ импульсов [Текст] / Е.В. Кравцов, В.В. Лавлинский // Воронеж:Теория конфликта и ее приложения: Материалы IV-й Всерос. науч. - техн. конф., 2006. - С.42-44.

24. Лавлинский, В.В. Модель воздействия мощных электромагнитных полей и импульсов сверхвысокочастотных излучений на радиоэлектронные системы [Текст]/ Е.В.Кравцов, В.В.Лавлинский //Воронеж: труды ФГНИИЦ РЭБ и ОЭСЗ, 2006. -С.113-118.

25. Лавлинский, В.В. Модель формирования навыков-умений по обнаружению, измерению параметров и определению местоположения радиоэлектронных средств и выявлению технических каналов утечки информации с применением современных информационных технологий [Текст] / Е.В. Кравцов, В.В. Лавлинский, В.Н. Севаль-нев // Моделирование систем и информационные технологии. Межвуз. сб. науч. тр. -Вып.5. - Воронеж: Научная книга, 2008. - С. 115-122.

26. Лавлинский, В.В. Разработка экспертных оболочек на основе правил нечеткой логики [Текст] / В.В. Лавлинский, A.B. Окунцов // Моделирование систем и информационные технологии. Межвуз. сб. науч. тр. - Вып.5. - Воронеж: Научная книга, 2008.-С. 111-115.

27. Лавлинский, В.В. Анализ методов оценки информационных сигналов [Текст] / C.B. Ефанова, В.В. Лавлинский, Ю.А. Тимошенко, И.С.Торопчин // Теория конфликта и ее приложения [текст]: материалы V-й Всероссийской научно - технической конференции. Часть 1. — Воронеж: Научная книга, 2008. С.345-354.

28. Лавлинский, В.В. Программная реализация моделей для синтеза виртуальной реальности АСТПП для условий нечеткого представления контролируемых параметров при проектировании систем [Текст] / В.В.Лавлинский, Е.Е. Обручникова И Вестник ВИВТ. Воронеж, 2009, №5. - С.184-188.

29. Лавлинский, В.В. Основы использования блока Stateflow для проектирования виртуальной реальности в среде MATLAB [Текст] / В.В. Лавлинский, Е.Е. Обручникова // Вестник ВИВТ. Воронеж, 2009, №5. - С.188-190.

30. Лавлинский, В.В. Подход для проектирования СВЧ - устройств в САПР CST Studio Suite 2009 [Текст] / В.В. Лавлинский, Сербулов Ю.С., Попов И.В. // Вестник Воронежского института высоких технологий. Воронеж, 2009, №5. - С.190-194.

31. Лавлинский, В.В. Метод конечных интегралов в САПР CST Studio Suite 2009 [Текст] / В.В. Лавлинский, Сербулов Ю.С., Попов И.В. // Вестник Воронежского института высоких технологий. Воронеж, 2009, №5. - С.194-197.

32. Лавлинский, В.В. Проведение сравнительного эксперимента на основе метода анализа пар значений [Текст] / П.Ю. Зубрицкий, В.В.Лавлинский // Моделирование систем и информационные технологии. Межвуз. сб. науч. тр. - Вып.7. - Воронеж:

Научная книга, 2010. - С. 163-167.

33. Лавлинский, В.В. Метод решения конфликтов при проектировании автоматизированных систем технологической подготовки производства на основе синтеза виртуальной реальности в условиях нечеткого представления контролируемых параметров [Текст] / В.В.Лавлинский, Е.Е. Обручникова // Теория конфликта и ее приложения [текст]: материалы VI-й Всероссийской науч.-техн. конференции. Часть II. -Воронеж: ИПЦ «Научная книга», 2010. - С.235-245.

34. Лавлинский, В.В. Особенности САПР для полосковых элементов СВЧ - устройств [Текст] / В.В.Лавлинский, А.Ю. Ланговой // Моделирование систем и информационные технологии. Межвуз. сб. науч. тр. - Вып.7. - Воронеж: Научная книга,

2010. -С.206-211.

35. Лавлинский, В.В. Основные средства анимации при формировании виртуальной реальности в среде MATLAB [Текст] / В.В.Лавлинский, Е.Е.Обручникова// Моделирование систем и информационные технологии. Межвуз. сб. науч. тр. Вып.7. - Воронеж: Научная книга, 2010. - С.211-215.

36. Lavlinskiy, V.V. Analysis of class E power amplifies by using Micro-cap program [Текст] / V.V. Lavlinskiy, Sh.A.Farhan // Моделирование систем и информационные технологии. Межвуз. сб. науч. тр. - Вып.7. - Воронеж: Науч. книга, 2010. - С.289-293.

37. Лавлинский, В.В. Разработка алгоритмического обеспечения для расчета топологии микрополосковых элементов [Текст] / В.В.Лавлинский, А.Ю. Ланговой // Вестник ВИВТ. Воронеж, 2010, №6. - С.248-251.

38. Лавлинский, В.В. Метод синтеза схем для проектирования микрополосковых СВЧ-фильтров с заданными параметрами [Текст] / В.В.Лавлинский, А.Ю. Ланговой // Вестник ВИВТ. Воронеж, 2010, №6. - С.251-255.

39. Lavlinskiy, V.V. The multiplying of the frequencies of the fluctuations at analog circuit [Текст] /V.V. Lavlinskiy, Sh.A.Farhan // Вестник ВИВТ. Воронеж, 2010, №6. -C.270-273.

40. Лавлинский, В.В. Метод решения конфликтов при проектировании автоматизированных систем технологической подготовки производства на основе синтеза виртуальной реальности в условиях нечеткого представления контролируемых параметров [Текст] / В.В.Лавлинский, Е.Е. Обручникова // Теория конфликта и ее приложения [текст]: материалы VI-й Всероссийской науч.- техн. конференции. Часть П. -Воронеж: ИПЦ «Научная книга», 2010. - С.235-245.

41. Лавлинский, В.В. Концептуальные конфликтные взаимодействия в виртуальной инфраструктуре сети с использованием средств виртуализации для хранения информации [Текст] / В.В.Лавлинский, В.В. Селифанов // Теория конфликта и ее приложения [текст]: материалы VI-й Всероссийской научно - технической конференции. Часть II. - Воронеж: ИПЦ «Научная книга», 2010. - С.245-247.

42. Лавлинский, В.В. Объектно - ориентированный подход в проектировании автоматизированных систем управления технологическими процессами для синтеза виртуальной реальности в условиях нечеткого представления контролируемых параметров [Текст] / В.В.Лавлинский, Е.Е. Обручникова // Моделирование систем и информационные технологии. Межвуз. сб. науч. тр. - Вып.8. - Воронеж: Научная книга,

2011. -С.65-67.

43. Лавлинский, В.В. Моделирование и анализ микрополосковой отражательной антенной решетки [Текст] / В.В.Лавлинский, А.А. Антоненков // Моделирование систем и информационные технологии. Межвуз. сб. науч. тр. - Выл.8. - Воронеж: Научная книга, 2011. - С.17-19.

44. Лавлинский, B.B. Виды и этапы верификационных процедур систем на кристалле [Текст] / В.В.Лавлинский, В.А. Скляр // Моделирование систем и процессов. Науч.-техн. журнал - Вып.4. - Воронеж : ВГЛТА, 2011. - С.61-63.

45. Лавлинский, В.В. Синтез виртуальной реальности при проектировании информационных объектов в условиях нечеткого представления контролируемых параметров [Текст] / В.В.Лавлинский, Е.Е. Обручникова, Ю.С. Сербулов // Моделирование систем и процессов. Научно-технический журнал - Вып. 3. - Воронеж : ВГЛТА, 2011. С.37-44.

46. Лавлинский, В.В. Исследование возможностей САПР SIMETRIX для проектирования генератора с параметрами Е-класса [Текст] / В.В.Лавлинский, Шит Амер Фархан // Моделирование систем и процессов. Научно-технический журнал - Вып. 1. - Воронеж : ВГЛТА, 2012. С.51-56.

47. Лавлинский, В.В. Обзор средств САПР для субмикронных СБИС [Текст] / В.К. Зольников, В.В.Лавлинский, И.В. Нагорный, В.А. Скляр // Моделирование систем и процессов. Науч.-техн. журнал - Вып. 1. - Воронеж : ВГЛТА, 2012. С.60-64.

48. Лавлинский, В.В. Проектирование аппаратной реализации генератора состояния Е класса на основе пакета САПР SIMETRIX / В.В.Лавлинский, Шит Амер Фархан // XVIII Международная научно-техническая конференция «Радиолокация, навигация, связь». Том 2. Воронеж: НПФ «САКВОЕЕ», 2012. С.1067-1075.

49. Лавлинский, В.В. Проектирование физической модели генератора и усилителя мощности Е класса на основе методики с использованием различных САПР [Текст] / Р.Б. Буров, В.В.Лавлинский, Шит Амер Фархан // Моделирование систем и процессов. Науч.-техн. журнал - Вып. 2. - Воронеж: ВГЛТА, 2012. С.27-34.

50. Лавлинский, В.В. Основные направления формирования электронной компонентной базы для интеллектуального тренажёра по восстановлению опорно-двигательной системы человека [Текст] / Д.В. Бибиков, Р.Б. Буров, В.В. Лавлинский, Ю.Г.Табаков // Труды первой российско-белорусской науч.-техн. конференции «Элементная база отечественной радиоэлектроники», Т.1, Н.-Новгород, 2013. С.262-266.

51. Лавлинский, В. В. Теоретические предпосылки решения проблем формирования моделей и методов взаимодействия информационных процессов [Текст] / В.В. Лавлинский // Моделирование систем и процессов. Научно-технический журнал -Вып. 2. - Воронеж : ВГЛТА, 2013. С.30-36.

52. Лавлинский, В. В. Теоретические основы моделирования проектируемых объектов электронной компонентной базы для синтеза виртуальной реальности в виде воздействий тяжёлыми заряженными частицами [Текст] / В.В. Лавлинский // Моделирование систем и процессов. Научно-технический журнал — Вып. 3. - Воронеж : ВГЛТА, 2013. С. 20-25.

53. Лавлинский, В. В. Математическая модель сложных функциональных блоков, функционирующих в условиях воздействия радиации [Текст] / В.В. Лавлинский, Уткин Д.М. Скляр В.А.// Моделирование систем и процессов. Научно-технический журнал - Вып. 3. - Воронеж : ВГЛТА, 2013. С. 55-58.

54. Лавлинский, В. В. Анализ ячеек кристаллических решёток полупроводниковых материалов для синтеза виртуальной реальности при проектировании радиа-ционно-стойких элементов электронной компонентной базы [Текст] / В.В. Лавлинский // Моделирование систем и процессов. Научно-технический журнал - Вып. 4. -Воронеж : ВГЛТА, 2013. С. 44-53.

55. Лавлинский, В. В. Анализ функциональных возможностей САПР WORKBENCH на примере схемы МОП-транзистора [Текст] / В.В. Лавлинский, Жвад А.Х.Х // Моделирование систем и процессов. Научно-технический журнал - Вып. 1. -Воронеж : ВГЛТА, 2014. С. 43-54.

56. Лавлинский, В. В. Анализ функциональных возможностей САПР SIM-ETRIX на примере схемы МОП-транзистора [Текст] / В.В. Лавлинский, Жвад А.Х.Х // Моделирование систем и процессов. Научно-технический журнал - Вып. 1. - Воронеж : ВГЛТА, 2014. С. 38-43.

57. Лавлинский, В. В. Анализ функциональных возможностей САПР MICROCAP на примере схемы МОП-транзистора [Текст] / В.В. Лавлинский, Жвад А.Х.Х // Моделирование систем и процессов. Научно-технический журнал - Вып. 1. -Воронеж : ВГЛТА, 2014. С. 30-37.

58. Лавлинский, В. В. Проектирование различных слоев кристаллической решётки элементов с использованием методов объектно-ориентированного программирования [Текст] / В.В. Лавлинский, Жвад А.Х.Х // Моделирование систем и процессов. Науч.-техн. журнал - Вып. 2. - Воронеж : ВГЛТА, 2014. С. 16-19.

59. Лавлинский, В. В. Проектирование различных слоев кристаллической решётки элементов с использованием методов объектно-ориентированного программирования [Текст] / В. В. Лавлинский, А.С.Аушра, С.И.Лыков // Моделирование систем и процессов. Научно-технический журнал - Вып. 2. - Воронеж : ВГЛТА, 2014. С.16-19.

Просим направлять Ваши отзывы на автореферат (они содержат полностью Фамилию, Имя и Отчество, ученую степень, место работы и адрес, и при необходимости телефон и адрес электронной почты). Отзывы должны быть заверены печатью и направлены в наш адрес в двух экземплярах.

Адрес направления отзывов: 394087, г. Воронеж, ул.Тимирязева, 8, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА», ученый секретарь.

Лавлинский Валерий Викторович Научные основы синтеза виртуальной реальности для объектов проектирования радиационно-стойкой электронной компонентной базы специального назначения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Подписано в печать 21.01.2015. Формат 60x84 1/16. Усл. печ. л. 2,0.

Бумага писчая. Тираж 100 экз. Заказ № 52

ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия» 394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8

Отпечатано в УОП ФГБОУ ВПО "ВГЛТА" 394087, г. Воронеж, ул. Докучаева, 10