автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Разработка радиационно-стойкого цифро-аналогового преобразователя на основе КМОП-технологии

На правах рукописи

OU344G52Ü

СМУРОВ КонстанпшдВладимировнч

П)

Г/. ¡У I f Л' 0

РАЗРАБОТКА РАДИАЦИОННО-СТОЙКОГО ЦИФРО-АНАЛОГОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НА ОСНОВЕ КМОП-ТЕХНОЛОГИИ

Специальность: 05.27.01 - Твердотельная электроника,

радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

? 2 СЕН 2008

Воронеж-2008

003446520

Работа выполнена в ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»

Научный руководитель

доктор физико-математических наук, профессор

Рембеза Станислав Иванович

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор

Бормонтов Евгений Николаевич;

доктор технических наук, профессор Зольников Владимир Константинович

Ведущая организация ФГУП «Научно-исследовательский

институт электронной техники», г. Воронеж

Защита состоится 23 сентября 2008 г. в 14— часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.06 ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет».

Автореферат разослан 22 августа 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

орлов М.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В настоящее время в области отечественных разработок цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) назрели проблемы, связанные с тем, что большинство ИС не отвечают современным требованиям как по разрядности, так и по точностным характеристикам, например нелинейным искажениям и шумам. Существуют также технологические сложности, связанные с использованием тонкопленочных резисторов, которые ограничивают возможность технологических процессов и приводят к большой трудоемкости из-за необходимости подгонки номиналов этих резисторов. Новые разработки направлены на увеличение скорости преобразования и улучшения точностных характеристик ЦАП. Кроме того, исключается необходимость использования тонкопленочных резисторов.

В настоящее время в коммуникационных каналах используют высокоскоростные ЦАП со встроенными интерполяционными фильтрами. Такие ЦАП отечественная промышленность не выпускает. Имеющиеся в продаже зарубежные ЦАП ИС для коммерческого и промышленного использования не отвечают специальным требованиям (в первую очередь требованиям по стойкости к гамма-излучению), предъявляемым к РЭА с длительным сроком активного использования. Поэтому основной целью являлась разработка 10-разрядного высокоскоростного ЦАП со встроенным интерполяционным фильтром и стойкостью к гамма-излучению.

В качестве основных принципов при разработке такого изделия использовались следующие:

- использование базового КМОП-технологического процесса с 0,6-мкм проектными нормами с двумя слоями алюминиевой металлизации и с одним слоем поликремния, отработанного в условиях серийного и опытного производства коммерческих ИС;

- использование сертифицированных правил проектирования электрической схемы (ERC) и топологии (DRC), в том числе применение стандартных конструктивно-топологических решений отдельных элементов и блоков, адаптированных к выбранному технологическому процессу;

- использование современных программно-аппаратных средств (САПР Cadence) для проектирования новых функциональных элементов, макроблоков и в целом кристалла ИС с учетом реальных технологических разбросов слоев полупроводниковой структуры кристалла и электрических характеристик основных элементов (транзисторов, резисторов и т. д.);

- использование современного метрологического оборудования и технических средств для измерения, испытания и анализа изделий.

Такой подход к разработке новых образцов ИС в настоящее время преобладает в мировой практике и позволяет достичь наилучших показателей надежности по сравнению с подходами, основанными на адаптации режимов проведения технологических операций к каждой конкретной ИС. В данной работе представлены основные результаты, полученные в процессе проектирования и изготовления опытных образцов, описаны особенности проектирования ИС, приведены результаты моделирования и испытаний ИС на радиационную стойкость.

Диссертация выполнена на кафедре полупроводниковой электроники ГОУВПО «Воронежский государственный технический

университет» в рамках госбюджетной программы ГБ-04.34 «Исследование полупроводниковых материалов (Б1, А3В5 и др.), приборов и технологии их изготовления», номер гос. регистрации 0120.0412888.

Цель работы

Целью работы является создание высокоточного радиационно-стойкого ЦАП с возможностью изготовления по стандартной КМОП-технологии с одним уровнем поликремния.

Для достижения поставленной цели были определены следующие

задачи:

1. Исследование основных архитектур ЦАП. Выбор структуры ИС, обоснование целесообразности построения ЦАП на источниках тока.

2. Разработка и схемотехническое моделирование аналоговых и цифровых блоков с проектными нормами 0,6 мкм и учетом влияния радиационных воздействий.

3. Анализ результатов исследований и разработка рекомендаций по обеспечению радиационной стойкости КМОП-блоков с проектными нормами 0,6 мкм.

4. Проведение испытаний ЦАП ИС на устойчивость к воздействию гамма-излучения в диапазоне температур -60°С - +85°С.

Научная новизна работы

В работе получены следующие новые научные и технические результаты:

1. Разработаны основные блоки ЦАП (источник опорного напряжения, генератор смещения источников тока и матрица источников тока на основе сегментированной архитектуры), устойчивые к воздействию радиационного излучения.

2. Проведено схемотехническое и топологическое проектирование блоков ЦАП с использованием вертикальных р-п-р транзисторов на основе стандартной КМОП-технологии. Такое решение открывает новые возможности при создании современных АЦП и ЦАП с высокими скоростными и точностными характеристиками и минимальными затратами на изготовление кристаллов.

3. Предложена методология анализа и выбора архитектуры радиационно-стойких ЦАП посредством оценки влияния воздействия радиации с помощью схемотехнического моделирования наиболее критичных блоков (источника опорного напряжения, источников тока, р-МОП-ключей).

Практическая значимость работы

1. Разработаны основные блоки (источник опорного напряжения, обладающий высокой стабильностью выходного напряжения, и генератор смещения источников тока, устойчивый к разбросу технологических параметров и радиационным воздействиям), позволившие получить 10-разрядный ЦАП со скоростью преобразования 40 МГц и высокими точностными характеристиками, для использования в квадратурных модуляторах.

2. Разработаны и изготовлены опытные образцы кристаллов ЦАП на основе КМОП-технологии. Испытания опытных образцов ЦАП на устойчивость к воздействию гамма-излучения показали, что они

бесперебойно работают при мощности Р=1,1*107 рад/с и накопленной дозе 0=4,8*105 рад. Испытания ИС при повышенной (+85°С) и пониженной (-60°С) температурах показали соответствие основных электрических параметров нормам ТУ.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту

1. Схемотехнические особенности разработанного радиационно-стойкого ЦАП, в частности использование р-МОПТ в источниках тока и ключах, использование вертикальных р-п-р-транзисторов, устойчивых к воздействию дестабилизирующих факторов, таких как радиация и температура.

2. Обоснование целесообразности построения ЦАП на источниках тока. По сравнению с архитектурами на базе резисторов и конденсаторов ЦАП на источниках тока обладает более высокими точностными характеристиками и возможностью компенсации разброса технологических параметров. Кроме этого, ЦАП на источниках тока можно спроектировать на базе стандартного КМОП-процесса, что уменьшает стоимость ИС.

3. Результаты моделирования аналоговых блоков ИС. Температурные зависимости характеристик источников тока и опорного напряжения. Температурные зависимости тока младшего разряда, напряжений смещения источника тока при различных напряжениях питания.

4. Основные электрические характеристики разработанной ИС. По результатам испытаний ИС получены типовые зависимости электрических параметров (внутреннего опорного напряжения от температуры, токов потребления аналоговой и цифровой части ИС от температуры, интегральной и дифференциальной нелинейности от напряжения питания и т.д.). Результаты испытаний ИС на стойкость к воздействию гамма-излучения. Зависимости интегральной и дифференциальной нелинейностей от цифрового кода на входе при. мощности гамма-излучения Р=1,1*107 рад/с и накопленной дозе 0=4,8*10' рад.

Апробация работы

Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на: Международном научно-техническом семинаре "Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах " (Москва, 2006); научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов ВГТУ (Воронеж, 2007, 2008).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе 2 -в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [1, 2, 5] - разработка схемотехнических решений для отдельных блоков ИС ЦАП; [3] - поиск и разработка методов защиты ИС от радиационных эффектов; [4] - поиск и разработка методов электростатической защиты выводов ИС.

Структура н объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 83 наименований. Основная часть работы изложена на 115 страницах, содержит 60 рисунков и 4 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении описаны основные проблемы, связанные с разработкой радиационно-стойких ЦАП. Обоснована актуальность темы диссертации. Поставлены цели и задачи исследования, сформулирована их научная новизна и практическая значимость. Изложены основные положения, выносимые на защиту, приведены сведения о публикациях по теме диссертации, о личном вкладе автора в совместных работах, структуре и объеме диссертации.

В первой главе приведены общие сведения о ЦАП, их классификация и основные параметры. Проведен анализ зарубежной литературы о современном уровне развития ЦАП.

При проектировании ЦАП основным требованием данной разработки является использование стандартной КМОП-технологии. Для реализации радиационной стойкости необходимо использовать конструкцию с сильнолегированными р+-охранными кольцами. Эта конструкция является оптимальным вариантом для схем двойного назначения.

Во второй главе описаны различные архитектуры ЦАП, а также приведены результаты моделирования аналоговых блоков 10-разрядного ЦАП с сегментированной архитектурой. Схемотехническое моделирование проводилось в САПР Cadence с использованием моделей BSIM3v30. Эти модели, разработанные в институте Беркли, учитывают короткоканальные эффекты в транзисторах с длиной канала 0,18 мкм и выше и позволяют осуществлять проектирование с нормами 0,6 мкм.

Токовые ЦАП включают в себя набор одинаковых источников тока, которые подключаются к одному из выходов в зависимости от кода на входе. Существует три различные архитектуры, а именно с приоритетным (термометрическим) кодированием, с бинарно-взвешенным кодированием и сегментированная архитектура, которая использует приоритетное и бинарно-взвешенное кодирование.

Разрабатываемый ЦАП имеет сегментированную архитектуру. Источники токов двух младших разрядов отличаются по площади в 2 раза и выдают бинарно-взвешенный код. Выходной ток 3-6 разрядов формируется пятнадцатью источниками, ток каждого из них в 4 раза больше, чем в младшем разряде. Выходной ток 7-10 разрядов также формируется пятнадцатью источниками, ток каждого из них в 16 раз больше, чем в младшем разряде.

Схема источника тока младшего разряда представлена на рис. 1. На рис. 2 представлены температурные зависимости тока младшего разряда при различных напряжениях питания.

Преимуществами такой схемы по сравнению с резисторным источником тока являются: более дешевый технологический процесс (без создания тонкопленочных резисторов), отсутствие лазерной подгонки, работа схемы при различных напряжениях питания. Напряжение сошр2, подаваемое на затвор транзистора источника тока, формируется в генераторе смещения источников тока и в зависимости от напряжения

питания изменяет свое значение. Это требуется для того, чтобы при различных напряжениях питания значение тока было фиксированным.

'»Р? д I ¿сотрЗ 1^=0 95и \\"=11ч

-----

С 1.-111

Рис. 1. Схема источника тока младшего разряда

На подложки транзисторов подается напряжение сотрЗ, которое также формируется в генераторе смещения источников тока. Оно позволяет использовать в схеме напряжения питания от 2,7 до 5,5 В. Два ключа на основе р-МОПТ работают в противофазе. Они обеспечивают правильное распределение данных в соответствующие каналы. Принципиальная схема описанного ЦАП представлена на рис. 3.

I, иА

Рис. 2. Температурная зависимость тока младшего разряда при разных значениях напряжения питания: 1 - Усс = 5 В, 2 - Усс = 4 В, 3 - Усс = 3 В

Игса

Рис. 3. Принципиальная схема ЦАП

Конструкция источника тока в младшем разряде выбрана исходя из требований, сформулированных в ТЗ и относящихся к дифференциальной и интегральной нелинейности. Для удовлетворения требуемой точности в ЦАП разрядностью 10 бит является достаточным формирование смещений и токов с использованием методов коррекции 1-го порядка, т.е. коррекции параметров, зависящих от температуры и не зависящих от технологии. Исходя из этого в архитектурной, схемотехнической и топологической реализации применены следующие принципы:

- в связи с тем, что технология обеспечивает статическую погрешность, не превышающую заданную точность, в ИС используется ИОН с температурной компенсацией 1-го порядка, а именно используется фундаментальная температурная зависимость р-п-перехода - уменьшение на 2 мВ напряжения, при котором открывается р-п-переход, и формирование напряжения, которое увеличивается на 2 мВ, и последующее суммирование этих двух напряжений, что дает в результате термостабилизированное напряжение с разбросом, не превышающим ЮОмВ в диапазоне температур -60+85 "С;

- использование управления подложкой РМОПТ для компенсации температурного и радиационного дрейфа порогового напряжения;

- использование схем, позволяющих сохранить требуемую точность, зависящую от градиента технологического разброса (выбор геометрических параметров источника тока и ключей, которые удовлетворяют систематической и случайной погрешности для данной технологии).

На рис. 4 показана схема формирования опорного напряжения, которое формируется разностью токов, протекающих через транзисторы МЗ и ()3. Ток через ()3 подчиняется закону 1=15*(еиЬе1!,т-1). Ток через транзистор МЗ является током, положительно зависящим от температуры. Параметры II1 и 112, а также параметры источников тока М1, М2 и МЗ подобраны таким образом, чтобы выходное напряжение подчинялось зависимости игег=иЬе3+<рт* 1п(С?2/(31 )* 1*2/1* 1.

Г! мз

!Г..... ►

R2

Рис. 4. Упрощенная схема источника опорного напряжения

Выбор технологического процесса для производства И С обусловлен следующими факторами. Архитектура изделия, в основе которой лежит массив источников тока, позволяет использовать типовой КМОП-процесс. Такой процесс позволяет в случае необходимости переносить производство изделия на различные кремниевые фабрики с минимумом издержек. Минимальные проектные нормы определяются, с одной стороны, напряжением питания схемы, с другой - обеспечением необходимого быстродействия. Количество трассировочных слоев металла определяется плотностью упаковки компонентов. Для производства ЦАП ИС был выбран стандартный 0,6 мкм КМОП-процесс с одним слоем поликремния и двумя слоями металлизации.

В соответствии с заданной структурной схемой все функциональные блоки, отвечающие за работу изделия, можно выполнить на базе КМОП-технологического процесса. Дополнительно для повышения температурной стабилизации источника опорного напряжения можно использовать вертикальные р-п-р-транзисторы, для фильтрации питающего напряжения - конденсаторы на базе Poly 1-Si02-NWELL. Резисторы выполняются на основе р-областей, которые формируют сток/истоковые области р-МОПТ. Структура n-МОПТ и р-МОПТ представлена на рис. 5.

Ml

М2

R1

Q1

ь

Q2 J Q3

TL т"

Рис. 5. Структура n-МОПТ и р-МОПТ

Для подавления эффектов короткого канала применяют различные конструктивные и технологические решения от наиболее простых -повышения концентрации примеси подложки или подлегирования подзатворной области, до более сложных, а именно создания системы сток/истока с п'-п+ структурой. Включение в структуру слаболегированных п'-областей (рис. 5) подавляет распространение областей объемного заряда переходов стока и истока в канале МОП-транзистора и препятствует тем самым нарушению отсечки канала.

Для повышения радиационной стойкости в п-МОПТ используются два вида радиационной защиты: р^-кольца располагаются вокруг п-МОПТ, а периферийные Ро1у-затворы являются продолжением основных (рабочих) затворов вплоть до охранных р+-колец по обе стороны от активных областей транзисторов.

В третьей главе описаны радиационные эффекты в КМОП интегральных схемах и методы защиты. Известно, что воздействию радиации в большей степени подвержены п-МОПТ, поэтому основные элементы схемы (источники тока и ключи) построены на одном р-МОПТ.

Доминирующие механизмы отказов КМОП ИС при воздействии стационарного ионизирующего излучения (ИИ) связаны с поверхностными ионизационными эффектами в МОП-структурах. Данные эффекты оказывают непосредственное влияние на параметры МОПТ и в конечном счете на основные функциональные характеристики КМОП ИС в целом.

Характерные постоянные времени поверхностных ионизационных эффектов существенно превышают типовые времена, характеризующие быстродействие КМОП ИС, что дает возможность рассматривать их как стационарные эффекты. Типичным воздействием стационарного ИИ считается гамма-излучение с энергией около 1 МэВ и мощностью от 10 до 106 рад/с. Для данного воздействия основным показателем радиационной стойкости (ПРС) КМОП ИС является Опор - пороговый уровень суммарной поглощенной дозы ИИ (максимальный уровень воздействия), при котором не наблюдаются параметрические и функциональные отказы.

Основной причиной отказов МОП-элементов при воздействии стационарного ИИ является радиационная деградация их характеристик вследствие изменений параметров приповерхностных областей. Эти изменения связаны, во-первых, с захватом и последующим отжигом свободных носителей на глубокие центры (ловушки) в объеме диэлектрика и, во-вторых, с образованием поверхностных состояний (ПС) на границе раздела диэлектрик - полупроводник. Захват носителей заряда в объеме диэлектрика и на уровни ПС вызывает сдвиг пороговых напряжений, а увеличение плотности ПС приводит к дополнительному механизму рассеяния подвижных носителей заряда и к уменьшению крутизны сток-затворной характеристики МОПТ.

Наличие двух различных механизмов захвата заряда может приводить к немонотонным зависимостям изменений параметров МОПТ от уровня стационарного ИИ (в случае «конкуренции» этих механизмов). Так, зависимость порогового напряжения и, МОПТ от поглощенной дозы стационарного ИИ обусловлена общей величиной накопленного заряда в окисле й01 и заряда на быстрых поверхностных состояниях и„. В случае п-МОПТ и, = ио, - и„, а для р-МОПТ и, = ио, + Ц, . Поэтому зависимости

2 ЩО) для р-МОПТ всегда монотонны, а для п-МОПТ могут иметь немонотонный характер (рис. 6).

Эффект защелкивания - это пороговый регенеративный эффект, связанный с активизацией паразитных многослойных (четырех и более взаимодействующих областей) структур при дестабилизирующих воздействиях.

Эффект защелкивания проявляется в виде полной или частичной потери работоспособности КМОП ИС и сопровождается "значительным увеличением тока потребления по питанию, входных или выходных токов. При этом работоспособность после окончания дестабилизирующего воздействия не восстанавливается, то есть эффект имеет остаточный характер. Восстановления работоспособности ИС можно добшься путем кратковременного отключения напряжения питания при условии, что за время защелкивания не произошло необратимого отказа ИС вследствие вторичных эффектов (перегорания металлизации, вторичного пробоя и т. п.).

Рис, 6. Изменение порогового напряжения п-МОПТ (1) и р-МОПТ (2) транзисторов КМОП-инвертора, находящегося во включенном (сплошная линия) и выключенном (штриховая линия) состояниях от накопленной дозы

В настоящее время в основном применяются две конструкции п-МОПТ, показанные на рис. 7. Наиболее часто используется конструкция с охранным р+-кольцом, вынесенным на поверхность кремния (рис. 7,а). В отличие от п-МОПТ с р+-кольцом под полевым окислом (рис. 7,6) такая конструкция проигрывает по плотности упаковки, так как между соседними п-МОПТ необходимо размещать по две области полевого окисла. На самом деле этот проигрыш оказывается незначительным.

Основным фактором, определяющим выбор в пользу конструкции (рис. 7,а), является возможность сильного легирования охранных р+-колец. Это происходит одновременно с легированием сток/истоковых областей р-МОПТ при изготовлении КМОП ИС. Топология радиационно-стойкого транзистора приведена на рис. 8. В результате положительный заряд в окисле, образовавшийся под воздействием радиации, оказывается в реальных условиях недостаточным для инверсии поверхности охранных колец. Таким образом предотвращается образование каналов утечки тока между соседними п-МОПТ, что является основным преимуществом конструкции.

а)

V ^ , г" и- Р ^

{ п- пленка

\ п+ -подложка

' б)

Рис. 7. п-МОПТ с охранными р+-кольцами, выходящими на поверхность (а) и расположенными под полевым окислом (б)

7,6 мкм

Рис. 8. Топология радиационно-стойкого п-МОПТ

В четвертой главе приведена характеристика разработанного изделия. Описано его функционирование и основное назначение. В данной главе также произведен анализ результатов испытаний ИС на радиационную стойкость.

Разработанная ИС - это двухканальный высокоскоростной 10-разрядный КМОП ЦАП. Она оптимизирована для применения в передатчиках широкополосных систем связи, в которых обрабатывается цифровая информация I- и (^-составляющих в процессе передачи. ИС содержит два 10-разрядных ЦАП, работающих с частотой до 40 МГц, два фильтра интерполяции «2х», источник опорного напряжения и цифровой интерфейс. ИС принимает данные в каждый канал с частотой 20 МГц, затем данные интерполируются фильтрами «2х», благодаря чему число выборок удваивается (частота возрастает до 40 МГц), после чего оба ЦАП одновременно выполняют новое преобразование. Чередующиеся во входной последовательности 1- и (^-данные поступают на вход цифрового

интерфейса, который содержит 1-защелки, С?-защелки и управляющие логические цепи. Схема цифрового автомата обеспечивает правильное распределение I- и О-данных в соответствующие каналы. Выходные данные защелок обрабатываются цифровыми интерполяционными фильтрами «2х». Интерполированные данные от двух фильтров служат входными сигналами соответствующих ЦАП. Структурная схема ИС показана на рис. 9. На рис. 10 представлена топология ЦАП.

ИО 1Лш ак АО£> Усп

I--О------О---- О — - —о - - -О-

Рис. 9. Структурная схема ЦАП ИС

Оба ЦАП построены на основе набора сегментированных источников тока и переключающих устройств (ключей), что позволило минимизировать выбросы энергии и максимизировать динамическую точность. Каждый ЦАП имеет дифференциальный токовый выход. Оба ЦАП обновляют выходной сигнал одновременно и обеспечивают выходной ток 10 мА (номинально) на полную шкалу.

В табл. 1 представлены основные характеристики разработанной ИС и приведено сравнение с параметрами, указанными в техническом задании.

Таблица 1

Основные характеристики разработанной ИС

Наименование параметра Измер. ТУ

Интегральная нелинейность, ЕМР 2.5 <2.75

Дифференциальная нелинейность, ЕМР 0.5 0.5

Напряжение питания аналоговой части, В 3,0-5,5

Напряжение питания цифровой части, В 2,7-5,5

Выходной ток полной шкалы, мА 10 10

Выходное опорное напряжение, В 1,23 1,14-1,26

Максимальная частота преобразования, МГц 40 40

Время установления выходного тока, не 42 42

Время установления входных данных, не 2,7 2,7

Время удержания входных данных, не 1,8 1,8

Потребляемая мощность, мВт 410 510

Разработанная ИС используется в квадратурных модуляторах. Квадратурная модуляция - это один из наиболее широко распространенных методов цифровой модуляции, используемых в цифровых системах связи.

Квадратурно-модулированный сигнал - это сигнал несущей частоты, модулированный по амплитуде (амплитудная модуляция) и по фазе (фазовая модуляция). Такой сигнал может быть генерирован путем двух независимых модуляций сигналов одинаковой несущей частоты, но со сдвигом фазы на 90 °С. В результате имеется синфазная несущая компонента (I) и квадратурная несущая компонента (Q), сдвинутая на 90 °С по фазе относительно компоненты I. Компоненты 1 и Q суммируются и продуцируют квадратурно-модулированный сигнал на заданной несущей частоте. Этот метод модуляции используется как в системах частотного уплотнения FDM, так и в системах CDMA с распределением спектра.

На рис. 11 представлена структура испытательного комплекса для, проверки ИС на радиационную стойкость. В состав комплекса входят рентгеновский излучатель типа «РЕИС-И», использующийся в качестве малогабаритного лабораторного рентгеновского имитатора, применяемого для моделирования стационарного ионизирующего излучения при оценке чувствительности полупроводниковых изделий к поверхностным

4 радиационным эффекта, и лазерный имитатор ионизирующего излучения типа «РАДОН-5Е», предназначенный для проведения имитационных испытаний полупроводниковых приборов и интегральных схем на воздействие импульсного ИИ и исследования объемных радиационных эффектов в лабораторных условиях.

Рис. И. Структура испытательного комплекса: 1- рентгеновский источник; 2 - устройство перемещения; 3 - блок управления источником перемещения; 4 - блок управления рентгеновским источником; 5-защитный бокс; 6 - испытываемая микросхема; 7 - блок контроля параметров рентгеновского излучения; 8 - канал связи между блоком согласования и коммутаций и испытываемой микросхемой; 9 - блок согласования и коммутаций; 10 - канал связи между средствами контроля и блоком согласования; 11 - блок функционального и параметрического контроля (БФК); 12 - канал связи между БФК и компьютером; 13 — компьютер; 14 - лазерный имитатор ионизирующего излучения; 15 - блок контроля параметров лазерного излучения; 16 -блок задания температуры; 17 - блок контроля температуры

На рис. 12. показаны зависимости интегральной нелинейности ЦАП от цифрового кода на входе до и после воздействия гамма излучения.

б)

Рис. 12. Интегральная нелинейность ЦАП: а) до воздействия гамма излучения; б) после воздействия гамма излучения 4,8*105 рад

Из рис. 12 видно, что нелинейность до воздействия гамма излучения не превышает значения 2 ЕМР, а после воздействия не превышает 2,75 ЕМР. Это соответствует нормам ТУ. В табл. 2 приведены результаты испытаний ИС на стойкость к максимальной мощности гамма-излучения для 2-х образцов.

Таблица 2

Результаты испытаний

Р, рад/с ВПР ТЭ КО Р, рад/с ВПР ТЭ КО

Образец №11 Образец №32

3.1Е+04 0.0 нет нет 3.1Е+04 0.0 нет нет

5.5Е+04 10 не нет нет 5.5Е+04 10 не нет нет

1.1Е+05 20 не нет нет 1.1Е+05 20 не нет нет

Продолжение табл. 2

1 2 3 4 5 6 7 8

2.1Е+05 50 не нет нет 2.1Е+05 50 не нет нет

4.2Е+05 150 не нет нет 4.2Е+05 170 не нет нет

7.5Е+05 250 не нет нет 7.5Е+05 300 не нет нет

1.5Е+06 1.5 мкс нет нет 1.5Е+06 1.9 мкс нет нет

2.7Е+06 2.5мкс нет нет 2.7Е+06 2.3 мкс нет нет

5.4Е+06 2.6 мкс нет нет 5.4Е+06 2.8 мкс нет нет

1.1Е+07 3.0 мкс нет нет 1.1Е+07 2.8 мкс нет нет

1.5Е+07 - ссть нет 1.5Е+07 - есть нет

7.6Е+08 - есть нет 7.6Е+08 - есть нет

Из таблицы видно, что катастрофических отказов (КО) не наблюдается при Р=7.6*10 рад/с, тиристорный эффект (ТЭ) отсутствует при Р= 1.1*10 рад/с, временная потеря работоспособности (ВПР) составляет примерно 3 мкс. Таким образом, по результатам испытаний на стойкость к гамма излучению в диапазоне температур -60°С - +85°С можно сделать вывод, что разработанная ИС удовлетворяет требованиям по радиационной стойкости, указанным в ТУ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В процессе выполнения работы разработан 10-разрядный, 2-х канальный, радиационно-стойкий ЦАП с частотой преобразования 40 МГц. Разработанная ИС состоит из двух частей: аналоговой и цифровой. Аналоговая часть содержит два согласованных 10-ти разрядных ЦАП, имеющих сегментированную архитектуру, источник опорного напряжения 1,20 В и управляющий опорный усилитель, с помощью которого задается диапазон полной шкалы. Цифровая часть содержит два интерполяционных фильтра «2х», схемы декодирующей логики и некоторые дополнительные интерфейсные схемы. Разработанная ИС предназначена для использования в квадратурных модуляторах. В данной работе представлены схемотехнические и конструктивно-технологические методы обеспечения радиационной стойкости ЦАП.

В диссертации получены следующие результаты:

1. Разработаны и исследованы схемотехнические и топологические решения для обеспечения радиационной стойкости и высоких точностных характеристик ИС, разработанной по технологии 0,6 мкм с использованием источников тока и выходных ключей на р-МОПТ, которые менее подвержены влиянию радиационных воздействий, чем п-МОПТ.

2. Проведен анализ результатов моделирования в САПР Cadence аналоговых и аналого-цифровых блоков ИС. На основе этого скорректированы параметры транзисторов, обеспечена температурная стабилизация опорного напряжения. Архитектура изделия, в основе которой лежит массив источников тока, позволяет использовать 0,6 мкм КМОП технологический процесс. Эта технология обеспечивает частоту преобразования ИС 40 МГц и высокие точностные характеристики в широком диапазоне температур.

3. ИС была изготовлена по стандартной КМОП-технологии с проектными нормами 0,6 мкм с двумя слоями алюминиевой металлизации и одним слоем поликремния. Разработаны и реализованы рекомендации по обеспечению радиационной стойкости ЦАП, в частности использование охранных р+-колец вокруг n-МОПТ и расположение контактных областей к карманам вплотную к соответствующим истокам транзисторов.

4. Проведены испытания опытных образцов ЦАП в диапазоне температур -60°С - +85°С. Получены типовые зависимости значений электрических параметров ИС (внутреннего опорного напряжения, токов потребления аналоговой и цифровой части ИС, выходного сопротивления, нелинейности при различных напряжениях питания и т.д.). Проведены испытания на стойкость к воздействию гамма-излучения. Результаты испытаний показали, что ИС соответствует заданным параметрам и требованиям радиационной стойкости.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Оптимизация параметров латерального PNP-транзистора для высоковольтных DC-DC преобразователей в составе «систем на кристалле» / С.И. Рембеза, С.М. Кононов, В.Я. Нисков, A.C. Бережной, К.В. Смуров // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2007. Т. 3. № 4. С. 109-110.

2. Оптимизация параметров компонентов интегральных микросхем / С.И. Рембеза, A.C. Бережной, К.В. Смуров, В.Ю. Москалев И Вестник Воронежского государственного технического университета. 2007. Т. 3. № 4. С. 163-164.

Статьи и материалы конференций

3. Кононов С.М., Бережной A.C., Смуров К.В. Воздействие радиационного излучения на КМОП-микросхемы и конструктивные способы повышения их радиационной стойкости // Твердотельная электроника и микроэлектроника: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ,

2005. С. 65-75.

4. Электростатическая защита выводов интегральных микросхем / С.И. Рембеза, С.М. Кононов, A.C. Бережной, К.В. Смуров // Твердотельная электроника и микроэлектроника: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ,

2006. С. 131-138.

5. Особенности получения тонкопленочных резисторов при изготовлении аналогово-цифровых микросхем / С.И. Рембеза, С.М. Кононов, В.Я. Нисков, A.C. Бережной, К.В. Смуров // Твердотельная электроника и микроэлектроника: межву^ сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ,

2007. С. 125-128. Гb. , 1 111

Подписанкгв пеЫтУ 30.06.2008. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ.л 1,0. Тираж 90 экз. Зак.

ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026 Воронеж, Московский просп., 14

Общая характеристика работы

Глава 1. Общие сведения о цифро-аналоговых преобразователях.

1.1 Общие сведения.

1.2 Последовательные ЦАП.

1.2.1 ЦАП с широтно-импульсной модуляцией.

1.2.2 Последовательный ЦАП на переключаемых конденсаторах.

1.3 Параллельные ЦАП.

1.3.1 ЦАП с суммированием весовых токов.

1.3.2 ЦАП на источниках тока.

1.3.3 Формирование выходного сигнала в виде напряжения.

1.3.4 Параллельный ЦАП на переключаемых конденсаторах.

1.3.5 ЦАП с суммированием напряжений.

1.4 Интерфейсы ЦАП.

1.4.1 ЦАП с последовательным интерфейсом входных данных.

1.4.2 ЦАП с параллельным интерфейсом входных данных.

1.5 Параметры ЦАП.

1.5.1 Статические параметры.

1.5.2 Динамические параметры.

1.5.3 Шумы ЦАП.

Глава 2. Моделирование блоков ЦАП и выбор технологического процесса

2.1 Введение.

2.2 Результаты моделирования.

2.3 Технологический процесс.

Глава 3. Радиационные эффекты в КМОП ИС.

3.1 Эффекты в КМОП ИС при воздействии стационарного ионизирующего излучения.

3.1.1 Накопление объемного заряда в диэлектриках.

3.1.2. Образование поверхностных состояний.

3.3. Эффект защелкивания в КМОП ИС (тиристорный эффект).

3.4. Конструктивно-технологические методы повышения радиационной стойкости.

Глава 4. Характеристика разработанного изделия.

4.1 Устройство и работа ИС.

4.2 Описание функционирования.

4.3 Функция преобразования ЦАП.

4.4 Источник опорного напряжения.

4.5 Управляющий усилитель опорного источника.

4.6 Аналоговые выходы.

4.7 Выходной интерфейс с чередующимися I и Q данными.

4.8 Потребляемая мощность.

4.9 Дифференциальная схема подключения выходов с использованием операционного усилителя.

4.10 Применение ИС для квадратурной модуляции.

4.11 Результаты испытаний микросхемы.

Актуальность темы

В настоящее время в области отечественных разработок цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) назрели проблемы, связанные с тем, что большинство ИС не отвечают современным требованиям как по разрядности, так и по точностным характеристикам, например нелинейным искажениям и шумам. Существуют также технологические сложности, связанные с использованием тонкопленочных резисторов, которые ограничивают возможность технологических процессов и приводят к большой трудоемкости из-за необходимости подгонки номиналов этих резисторов. Новые разработки направлены на увеличение скорости преобразования и улучшения точностных характеристик ЦАП. Кроме того, исключается необходимость использования тонкопленочных резисторов.

В настоящее время в коммуникационных каналах используют высокоскоростные ЦАП со встроенными интерполяционными фильтрами. Такие ЦАП отечественная промышленность не выпускает. Имеющиеся в продаже зарубежные ЦАП ИС для коммерческого и промышленного использования не отвечают специальным требованиям (в первую очередь требованиям по стойкости к гамма-излучению), предъявляемым к РЭА с длительным сроком активного использования. Поэтому основной целью являлась разработка 10-разрядного высокоскоростного ЦАП со встроенным интерполяционным фильтром и стойкостью к гамма-излучению.

В качестве основных принципов при разработке такого изделия использовались следующие:

- использование базового КМОП-технологического процесса с 0,6-мкм проектными нормами с двумя слоями алюминиевой металлизации и с одним слоем поликремния, отработанного в условиях серийного и опытного производства коммерческих ИС;

- использование сертифицированных правил проектирования электрической схемы (ERC) и топологии (DRC), в том числе применение стандартных конструктивно-топологических решений отдельных элементов и блоков, адаптированных к выбранному технологическому процессу;

- использование современных программно-аппаратных средств (САПР Cadence) для проектирования новых функциональных элементов, макроблоков и в целом кристалла ИС с учетом реальных технологических разбросов слоев полупроводниковой структуры кристалла и электрических характеристик основных элементов (транзисторов, резисторов и т. д.);

- использование современного метрологического оборудования и технических средств для измерения, испытания и анализа изделий.

Такой подход к разработке новых образцов ИС в настоящее время преобладает в мировой практике и позволяет достичь наилучших показателей надежности по сравнению с подходами, основанными на адаптации режимов проведения технологических операций к каждой конкретной ИС. В данной работе представлены основные результаты, полученные в процессе проектирования и изготовления опытных образцов, описаны особенности проектирования ИС, приведены результаты моделирования и испытаний ИС на радиационную стойкость.

Диссертация выполнена на кафедре полупроводниковой электроники ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» в рамках госбюджетной программы ГБ-04.34 «Исследование полупроводниковых

3 5 материалов (Si, А В и др.), приборов и технологии их изготовления», номер гос. регистрации 0120.0412888.

Цель работы

Целью работы является создание высокоточного радиационно-стойкого ЦАП с возможностью изготовления по стандартной КМОП-технологии с одним уровнем поликремния.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Исследование основных архитектур ЦАП. Выбор структуры ИС, обоснование целесообразности построения ЦАП на источниках тока.

2. Разработка и схемотехническое моделирование аналоговых и цифровых блоков с проектными нормами 0,6 мкм и учетом влияния радиационных воздействий.

3. Анализ результатов исследований и разработка рекомендаций по обеспечению радиационной стойкости КМОП-блоков с проектными нормами 0,6 мкм.

4. Проведение испытаний ЦАП ИС на устойчивость к воздействию гамма-излучения в диапазоне температур -60°С - +85°С.

Научная новизна работы

В работе получены следующие новые научные и технические результаты:

1. Разработаны основные блоки ЦАП (источник опорного напряжения, генератор смещения источников тока и матрица источников тока на основе сегментированной архитектуры), устойчивые к воздействию радиационного излучения.

2. Проведено схемотехническое и топологическое проектирование блоков ЦАП с использованием вертикальных р-п-р транзисторов на основе стандартной КМОП-технологии. Такое решение открывает новые возможности при создании современных АЦП и ЦАП с высокими скоростными и точностными характеристиками и минимальными затратами на изготовление кристаллов.

3. Предложена методология анализа и выбора архитектуры радиационно-стойких ЦАП посредством оценки влияния воздействия радиации с помощью схемотехнического моделирования наиболее критичных блоков (источника опорного напряжения, источников тока, р-МОП-ключей).

Практическая значимость работы

1. Разработаны основные блоки (источник опорного напряжения, обладающий высокой стабильностью выходного напряжения, и генератор смещения источников тока, устойчивый к разбросу технологических параметров и радиационным воздействиям), позволившие получить 10-разрядный ЦАП со скоростью преобразования 40 МГц и высокими точностными характеристиками, для использования в квадратурных модуляторах.

2. Разработаны и изготовлены опытные образцы кристаллов ЦАП на основе КМОП-технологии. Испытания опытпых образцов ЦАП на устойчивость к воздействию гамма-излучения показали, что они бесперебойно рабо

7 ^ тают при мощности Р= 1,1*10 рад/с и накопленной дозе D=4,8*10 рад. Испытания ИС при повышенной (+85°С) и пониженной (-60°С) температурах показали соответствие основных электрических параметров нормам ТУ.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту

1. Схемотехнические особенности разработанного радиациоппо-стойкого ЦАП, в частности использование р-МОПТ в источниках тока и ключах, использование вертикальных р-п-р-транзисторов, устойчивых к воздействию дестабилизирующих факторов, таких как радиация и температура.

2. Обоснование целесообразности построения ЦАП на источниках тока. По сравнению с архитектурами на базе резисторов и конденсаторов ЦАП на источниках тока обладает более высокими точностными характеристиками и возможностью компенсации разброса технологических параметров. Кроме этого, ЦАП на источниках тока можно спроектировать на базе стандартного КМОП-процесса, что уменьшает стоимость ИС.

3. Результаты моделирования аналоговых блоков ИС. Температурные зависимости характеристик источников тока и опорного напряжения. Температурные зависимости тока младшего разряда, напряжений смещения источника тока при различных напряжениях питания.

4. Основные электрические характеристики разработанной ИС. По результатам испытаний ИС получены типовые зависимости электрических параметров (внутреннего опорного напряжения от температуры, токов потребления аналоговой и цифровой части ИС от температуры, интегральной и дифференциальной нелинейности от напряжения питания и т.д.). Результаты испытаний ИС на стойкость к воздействию гамма-излучения. Зависимости интегральной и дифференциальной нелинейностей от цифрового кода на входе при мощности гамма-излучения Р= 1,1*10 рад/с и накопленной дозе D=4,8*105 рад.

Апробация работы

Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на: Международном научно-техническом семинаре "Шумовые и деградациои-ные процессы в полупроводниковых приборах " (Москва, 2006); научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов ВГТУ (Воронеж, 2007, 2008).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [1, 2, 5] - разработка схемотехнических решений для отдельных блоков ИС ЦАП; [3] - поиск и разработка методов защиты ИС от радиационных эффектов; [4] - поиск и разработка методов электростатической защиты выводов ИС.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 83 наименований. Основная часть работы изложена на 115 страницах, содержит 60 рисунков и 4 таблицы.

Основные результаты и выводы:

В процессе выполнения работы разработан 10-разрядный, 2-х канальный, радиационно-стойкий ЦАП с частотой преобразования 40 МГц. Разработанная ИС состоит из двух частей: аналоговой и цифровой. Аналоговая часть содержит два согласованных 10-ти разрядных ЦАП, имеющих сегментированную архитектуру, источник опорного напряжения 1,20 В и управляющий опорный усилитель, с помощью которого задается диапазон полной шкалы. Цифровая часть содержит два интерполяционных фильтра «2х», схемы декодирующей логики и некоторые дополнительные интерфейсные схемы. Разработанная ИС предназначена для использования в квадратурных модуляторах. В данной работе представлены схемотехнические и конструктивно-технологические методы обеспечения радиационной стойкости ЦАП.

В диссертации получены следующие результаты:

1. Разработаны и исследованы схемотехнические и топологические решения для обеспечения радиационной стойкости и высоких точностных характеристик ИС, разработанной по технологии 0,6 мкм с использованием источников тока и выходных ключей на р-МОПТ, которые менее подвержены влиянию радиационных воздействий, чем п-МОПТ.

2. Проведен анализ результатов моделирования в САПР Cadence аналоговых и аналого-цифровых блоков ИС. На основе этого скорректированы параметры транзисторов, обеспечена температурная стабилизация опорного напряжения. Архитектура изделия, в основе которой лежит массив источников тока, позволяет использовать 0,6 мкм КМОП технологический процесс. Эта технология обеспечивает частоту преобразования ИС 40 МГц и высокие точностные характеристики в широком диапазоне температур.

3. ИС была изготовлена по стандартной КМОП-технологии с проектными нормами 0,6 мкм с двумя слоями алюминиевой металлизации и одним слоем поликремния. Разработаны и реализованы рекомендации по обеспечению радиационной стойкости ЦАП, в частности использование охранных р+колец вокруг n-МОПТ и расположение контактных областей к карманам вплотную к соответствующим истокам транзисторов.

4. Проведены испытания опытных образцов ЦАП в диапазоне температур -60°С - +85°С. Получены типовые зависимости значений электрических параметров ИС (внутреннего опорного напряжения, токов потребления аналоговой и цифровой части ИС, выходного сопротивления, нелинейности при различных напряжениях питания и т.д.). Проведены испытания на стойкость к воздействию гамма-излучения. Результаты испытаний показали, что ИС соответствует заданным параметрам и требованиям радиационной стойкости.

1. Федорков Б.Г., Телец В.А. Дегтяренко В.П. Микроэлектронные цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи. М.:Радио и связь, 1984.

2. Гнатек Ю.Р. Справочник по цифро-аналоговым и аналого-цифровым преобразователям: Пер. с англ. Под ред. Ю.А. Рюжина М.: Радио и связь, 1982.

3. Кудлак Б.И., Ситовенко В.А., Турчанинов Ю.Н. Функциональный преобразователь на микросхемах цифро-аналогового преобразователя. Приборы и техника эксперимента. 1982. №1. С. 124-125.

4. Парфенов А.Н, Пиляр А.В. Шестнадцатиразрядный цифро-аналоговый преобразователь. Приборы и техника эксперимента. 1986. №2. С. 111-113.

5. Александравичюс И.А. Марцинкявичюс А.-И. К. Быстродействующий десяти разрядный ЦАП КР1118ПА2Т. Электронная промышленность. 1986. №10. С. 8-24.

6. Н. Takakura et.al., "А 10 bit 80MHz Glitchless CMOS D/A Converter," in IEEECustom Integrated Circuits Conf. (CICC), 1991, pp. 1—4.

7. F.G. Weiss and T.G. Bowman, "A 14-Bit, 1 Gs/s DAC for Direct Digital Synthesis Applications," in Gallium Arsenide Integrated Circuit (GaAs 1С) Symposium, 1991, pp. 361-364.

8. J. Bastos, Characterization of MOS transistor mismatch for analog design, Ph.D.thesis, Katholieke University Leuven, Belgium, 1998, pp. 34-38.

9. M.J.M. Pelgrom, A.C.J. Duinmaijer, and A.P.G. Welbers, "Matching properties of MOS transistors," IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 24, no. 5, Oct. 1989, pp. 1433-1439.

10. P.G. Drennan and C.C. McAndrew, "Understanding MOSFET mismatch for analog design," IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 38, no. 3, Mar. 2003, pp. 450456.

11. R.E. Best, Phase-Locked Loops, McGraw-Hill, New York, 1984, pp. 34-65.

12. F.M. Gardner, Phaselock Techniques, 2nd Edition, John Wiley, New York, 1979, pp. 24-27.

13. Phase-Locked Loop Design Fundamentals, Applications Note AN-535, Motorola, Inc, 1995, pp.34-40.

14. The ARRL Handbook for Radio Amateurs, American Radio Relay League, Newington, CT, 1992, pp. 67-80.

15. Richard J. Kerr and Lindsay A. Weaver, Pseudorandom Dither for Frequency Synthesis Noise, United States Patent Number 4,901,265, February 13, 1990, pp. 22-23.

16. Henry T. Nicholas, III and Henry Samueli, An Analysis of the Output Spectrum of Direct Digital Frequency Synthesizers in the Presence of Phase-Accumulator Truncation, IEEE 41st Annual Frequency Control Symposium Digest of Papers, 1987, pp. 495-502.

17. Henry T. Nicholas, III and Henry Samueli, The Optimization of Direct Digital Frequency Synthesizer Performance in the Presence of Finite Word Length Effects, IEEE 42nd Annual Frequency Control Symposium Digest of Papers, 1988, pp. 357-363.

18. Behzad Razavi, Design of Analog CMOS Integrated Circuits, McGraw-Hill Series in Electrical and Computer Engineering, 2000, 124-130.

19. M. P. Tiilikainen, "A 14-bit 1.8-V 20-mW l-mm2 CMOS DAC," IEEE Journal ofSolid-State Circuits, vol. 36, no. 7, July 2001, pp. 1144-1147.

20. K. Doris, A. van Roermund, and D. Leenaerts, "Mismatch-based timing errors in current-steering DACs," Proc. IEEE International Symposium on Circuits and Systems, vol. 1, Bangkok, Thailand, May 25-28, 2003, pp. 977-980.

21. K.O. Andersson, N.U. Andersson, M. Vesterbacka, and J.J. Wikner, "A method of segmenting digital-to-analog converters", Proc. IEEE SouthwestSympo-sium on Mixed-Signal Design, Las Vegas, NV, USA, Feb. 23-25, 2003, pp. 32-37.

22. J.J. Wikner and M. Vesterbacka, "D/A conversion with linear-coded weights," Proc. IEEE Southwest Symposium on Mixed-Signal Design, San Diego, CA, USA, Feb. 28-29, 2000, pp. 61-66.

23. K.O. Andersson and M. Vesterbacka, "A yield-enhancement strategy for binary-weighted DACs," submitted to the European Conference on Circuit Theory and Design, Cork, Ireland, Aug. 29-Sept. 1, 2005, pp. 240-250.

24. K.O. Andersson and M. Vesterbacka, "A testbed for different codes in digital-to-analog converters," Proc. Swedish System-on-Chip Conference 2004, Bastad, Sweden, Apr. 13-14, 2004, pp. 340-346.

25. Першенков В. С. Попов В. Д., Шальнов А. В. Поверхностные радиационные эффекты в элементах интегральных микросхем, М.: Энергоатомиздат, 1988, 256 с.

26. Ма Т. P., Dressendorfer P. V, Ionizing Radiation Effects in MOS Devices and Circtlits. New York.: John Wiley & Sons, 1989. 587 p.

27. Агаханян Т. M., Аствацатурьян Е. Р., Скоробогатов П. К. Радиационные эффекты в интегральных микросхемах Под ред. Т. М. Агаханяна. М.: Энергоатомиздат, 1989, 256 с.

28. Попов В. Д. Радиационная физика приборов со структурой металл-диэлектрик-полупроводник. М.: МИФИ. 1984. 86 с.

29. Saks N. S. Brown D. В. Observation of A+motion during interface trap formation// IEEE Trans. -1990. Vol. NS-37, № 6. P. 1624-1631.

30. Boesch H. E. Time dependent interface trap cffects in MOS devices// IEEE Trans. -1988. Vol. NS-36, № 6, P. 1160.

31. Переходные ионизационные эффекты в цифровых интегральных микросхемах/ Е. Р. Аствацатурьян, А. В. Раткин, П. К. Скоробогатов, А. И. Чумаков Зарубежная электронная техника. 1983. № 9. С. 36-72.

32. Перемежающиеся и устойчивые отказы в цифровых интегральных микросхемах при воздействии ионизирующих излучений/ А. А. Чернышев и др,/ Зарубежная электронная техника. 1986. Вып. 7 (302) С. 3-157.

33. May Т. С. Woods М. Н. Alpha-particle-induced soft errors in dynamic memories// IEEE Trans. 1979. -Vol. ED-26, N1/ P. 2-9.

34. Yaney D. S., Nelson J. T.,. Vanskike L. L. Alpha particle tracks in silicon and their effect on dynamic MOS RAM reliability// IEEE Trans. 1979. -Vol. ED-26, № l.-pp. 10-15.

35. Блихер А. Физика тиристоров: Пер. с англ./ Под ред. И. В. Грехова. -JL: Энергоиздат, 1981. 264 с.

36. ГерлахВ. Тиристоры: Пер. с нем. -М.: Энергоатомиздат. 1985. 397 С.

37. T.R. Oldham J.M. McGarrity, Ionization of Si02 by heave charge particles, IEEE Trans. Nuclear Sci., vol. N5-28. P. 1975,1981.

38. A. Hasting. Art of analog layout. 1999. P.556.

39. F. Maloberti, "High-speed data converters for communication systems," IEEE Circuits Syst. Mag., vol. 1, no. 1, 2001, pp. 26-36.

40. J. Bastos, A.M. Marques, M.S.J. Steyaert and W Sansen, "A 12-Bit Intrinsic Accuracy High-Speed CMOS DAC", IEEE J. Solid State Circuits, vol. 33, Dec. 1998, pp. 1961

41. M. Clara, "Matching requirements in segmented architectures", Internal paper of Infineon Technologies Microelectronic Design Center Austria GmbH, Villach, 2001, pp. 1-3.

42. Рембеза С.И., Бережной А.С., Смуров К.В, Москалев В.Ю. Оптимизация параметров компонентов интегральных микросхем. // Вестник ВГТУ. Сборник научных трудов. Воронеж 2006. С 138-140.

43. Рембеза С.И., Кононов С.М., Бережной А.С., Смуров К.В. Электростатическая защита выводов интегральных микросхем. // Межвузовский сборник научных трудов «Твердотельная электроника и микроэлектроника». Воронеж. ВГТУ. 2006. С 86-92.

44. Miller P.R. Engineering to counter the EMP threast // Radio and Electron. Eng/ 1983. N 11-12, P 387-392.

45. Johnson R.T., Thome F.V., Craft C.M. A survey of aging of electron with application to nuclear power plant instrumentation// IEEE Trans. Nucl. Sci. 1983. — N6, pp. 4358-4362.

46. Killiani J.M. Radiation effects of silicon charge-coupled devices // IEEE Trans. Compon. And Manuf. Technol. 1978. - N 4, pp. 353-365.

47. Майерс Д.К. Действие ядерного излучения на полупроводниковые приборы // Электроника. 1978. №6. С. 53-57.

48. Агаханян Т.М„ Аствацатурьян Е.Р. и др. Радиационная стойкость интегральных микросхем //Микроэлектроника. 1980. - Вып. 3. - С. 195-201.

49. Бердичевский Б.Е., Маджарова Т.Б. Переходнекоторых типов интегральных схем при воздействии ионизирующего излучения с большой мощностью в режим защелки. //Зарубежная радиоэлектроника. — 1986. Вып.7. - С. 7683.

50. London A. Establishment of a radiation hardened CMOS manufactured Progress //IEEE Trans. Nucl. Sci. 1977. N6. pp. 2056 - 2059.

51. Wood G.M., Sanders T.J., Casey R.H. A radiation hardened gate array family using an advanced Dl bipolar technology // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1983. - N6. -pp. 4187 -4191.

52. Ports. A process for the simultaneous production of radiation hardened complementary lineal bipolar and lineal metal gate CMOS devices // IEEE Trans. Nucl. Sci. -1980. N6. - pp. 1721 -1726.

53. P. Wambaq and W. Sansen, Distortion Analysis of Analog Integrated Circuits, Kluwer Academic Publishers, Boston, MA, USA, 1998, pp. 14-18.

54. K.R. Lakshmikumar, R.A. Hadaway, and M.A. Copeland, "Characterization and modeling of mismatch in MOS transistors for precision analog design," IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 21, no. 6, Dec. 1986, pp. 1057-1066.

55. K.R. Lakshmikumar, R.A. Hadaway, and M.A. Copeland, "Reply to 'A comment on "Characterization and modeling of mismatch in MOS transistors for precision analog design", IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 23, no. 1, Feb. 1988, pp. 296-301.

56. J J. Wikner and N. Tan, "Modeling of CMOS digital-to-analog converters for telecommunication," IEEE Trans. Circuits Syst. II, vol. 46, no. 5, May 1999, pp. 489-499.

57. J.J. Wikner, CMOS Digital-to-Analog Converters for Telecommunication Applications, Linkoping studies in science and technology, Thesis No. 715, Linkoping, Aug. 1998, pp. 344-356.

58. K.O. Andersson and J.J. Wikner, "Characterization of a CMOS currentsteering DAC using state-space models," Proc. IEEE Midwest Symposium on Circuits and Systems, Lansing, MI, USA, Aug. 8-11, 2000, pp. 668-671.

59. A. Van den Bosch, M. Borremans, M. Steyaert, and W. Sansen, "A 10-bit 1-GSample/s current-steering CMOS D/A converter," IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 6, no. 3, Mar. 2001, pp. 315-324.

60. M.K. Rudberg, M. Vesterbacka, N. Andersson, and J.J. Wikner, "Glitch minimization and dynamic element matching in D/A converters", Proc.IEEE International Conference on Electronics, Circuits, and Systems, Beirut, Lebanon, Dec. 1720, 2000, pp. 899-902.

61. L.R. Carley, "A noise-shaping coder topology for 15+ bit converters," IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 24, no. 2, Apr. 1989, pp. 267-273.

62. H.T. Jensen and I. Galton, "A low-complexity dynamic element matching DAC for direct digital synthesis," IEEE Trans. Circuits Syst. II, vol. 45, no. 1, Jan. 1998, pp. 13-27.

63. J.W. Bruce and P. Stubberud, "A comparison of hardware efficient dynamic element matching networks for digital to analog converters," Proc. IEEE Midwest Symposium on Circuits and Systems, , Lansing, MI, USA, Aug. 8-11, 2000, pp. 672-675.

64. H.T. Jensen and I. Galton, "An analysis of the partial randomization dynamic element matching technique," IEEE Trans. Circuits Syst. II, vol. 45, no. 12, Dec. 1998, pp. 1538-1549.

65. P. Stubberud and J.W. Bruce, "An analysis of dynamic element matching flash digital-to-analog converters," IEEE Trans Circuits Syst. II, vol. 48, no. 2, Feb. 2001, pp. 205-213.

66. N.U. Andersson and J.J. Wikner, "A comparison of dynamic element matching in DACs," Proc. NORCHIP Conference, Oslo, Norway, Nov. 8-9, 1999, p. 385.

67. I. Galton, "Spectral shaping of circuit errors in digital-to-analog converters," IEEE Trans. Circuits Syst. II, vol. 44, no. 10, Oct. 1997, pp. 808-817.

68. G.E.G. Gielen, "New methods and tool for analog IP use in mixed-signal integrated systems," Proc. NORCHIP Conference, Sweden, Nov. 12-13, 2001, pp. 5-9.

69. G. Van der Plas, J. Vandenbussche, G.G.E Gielen, and W. Sansen, "A layout synthesis methodology for array-type analog blocks," IEEE Trans. omputer-Aided Design, vol. 21, no. 6, June 2002, pp. 645-661. ;,

70. R.R. Neff, P.R. Gray, and A. Sangiovanni-Vincentelli, "A module generator for high-speed CMOS current output digital/analog converters," IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 31, no. 3, Mar. 1996. pp. 38-41.

71. K.O. Andersson and M. Vesterbacka, "A parameterized cell-based design approach for digital-to-analog converters," Proc. IEEE International Workshop on System on Chip for Real-Time Applications, Banff, Canada, Jul. 19-21, 2004, pp. 225-228.

72. E. Hjalmarson, Studies on Design Automation of Analog Circuits the Design Flow, Linkoping studies in science and technology, Linkoping, Sweden, Dec. 2003, pp. 100-121.