автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Разработка средств автоматизации моделирования импульсного радиационного воздействия на комплементарные микросхемы и экспериментальная проверка их эффективности

На правах рукописи

РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНОГО РАДИАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КОМПЛЕМЕНТАРНЫЕ МИКРОСХЕМЫ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ

05.13.12 - Системы автоматизации проектирования

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации па соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2006

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего

профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая *

академия»

Научный руководитель доктор технических паук, проф.

Зольников Владимир Константинович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, проф.

Стародубцев Виктор Сергеевич кандидат технических наук Авсеева Ольга Владимировна

Ведущая организация Международный институт

компьютерных технологий

Защита диссертации состоится 22 декабря 2006г. в 12.00 час в ауд. 118 на заседании диссертационного совета Д 212.034,02 при Воронежской государственной лесотехнической академии по адресу: 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежской государств венной лесотехнической академии.

Автореферат разослан 17 ноября 2006г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.К. Курьянов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время микроэлектронная промышленность развивается стремительными темпами, и современные достижения внедряются практически во все сферы деятельности человека. Для эффективного применения высоких технологий в различных условиях эксплуатация, включая АЭС, космическое пространство и оборонную промышленность, необходимо применять элементную базу двойного назначения, обладающую высокой стойкостью к воздействию внешних дестабилизирующих факторов (таких как механические нагрузки, повышенная и пониженная температура среды, электромагнитное излучение и т.п.) и надежностью.

Комплексные системы общнх технических требований к радиационной стойкости изделий электронной техники (ИЭТ) регламентируются соответствующими нормативно-техническими документами. Так, например, в США такими документами являются стандарты М1Ь-8ТЮ-883, в России этим цепям служит новый комплекс государственных стандартов (КГС) «Клнмат-7», в котором введены дополнительные характеристики к имеющимся видам импульсного воздействия, а также включены новые виды, что связано с созданием новых систем вооружения, освоением дальнего космического пространства и т.п.

В 70-х годах прошлого века предприятия электронной промышленности ориентировались на производство элементной базы двойного назначения на биполярной технологии, т.к. они обладали хорошей стойкостью к воздействию импульсного ионизирующего излучения. Сегодня стремительное развитие техники, создание аппаратуры, обладающей интеллектом, требует от ИЭТ постоянного увеличения их функциональных возможностей, что создает определенные трудности применения биполярной технологии.

В настоящее время при разработке самых разнообразных цифровых интегральных схем (ИС) все шире используются комплементарные МОП — структуры. Интегральные микросхемы, выполненные на основе комплементарной (КМОП) — технологии, обладают уникальными свойствами, в числе которых: возможность реализации самого широкого набора функций, существенно меньшая потребляемая мощность, более высокая помехоустойчивость и быстродействие, технологичность изготовления. Однако, недостатком, ограничивающим применение таких ИС в различных условиях эксплуатации, включая АЭС, космическое пространство и т.п., является их меньшая, по сравнению с биполярной технологией, радиационная стойкость.

. Тем не менее, КМОП ИС на сегодняшний момент являются одним из основных классов изделий, которые применяются в аппаратуре и поэтому проблема обеспечения их стойкости стоит особенно остро.

О современных условиях создания сверхбольших микросхем (СБИС) и «систем на кристалле» появились дополнительные трудности в обеспечении требуемой стойко* сти, связанные с увеличением доли микродозиметрических эффектов; с увеличением влияния процессов, происходящих в периферийных областях. Это потребовало разработки средств моделирования, учитывающих особенности перспективных субмикронных технологий в соответствии с КГС «Климат-7»., создания соответствующего программного обеспечения и интеграции его в САПР сквозного проектирования.

Представленная работа направлена на решение данной проблемы и поэтому является актуальной.

-Диссертация выполнена в рамках важнейших работ Министерства образования и науки по планам НИР и ОКР ФГУП «НИИЭТ»: «Улавливатель-8», «Таврия-Т», «Триллер», «Триплекс-1», «Гидрометр», «Трикута-2» и др., а также основного направления исследований ВГЛТА «Разработка средств автоматизации управления и проектирования (в промышленности)» НИР «Разработка математического обеспечения проектирования СБИС двойного назначения» № ГТ 1528/100031.

Цель н задачи работы заключаются в разработке моделей, алгоритмов и программного обеспечения проектирования КМОП СБИС, стойких к импульсным видам воздействия, и экспериментальной проверке их адекватности и эффективности.

Для этого необходимо решить следующие задачи:

• Провести анализ радиационной обстановки современных условий эксплуатации и эффектов, возникающих в КМОП СБИС перспективных технологий в процессе воздействия импульсного ионизирующего излучения.

• Проанализировать существующие средства проектирования, учитывающие импульсное воздействие радиационного излучения, выявить проблемы, связанные с изменением проектных норм и совершенствованием технологии, а также определить пути их решения.

• Разработать математические модели, описывающие физические процессы, протекающие в полупроводниковых структурах, выполненных по субмикронным технологиям, при воздействии импульсного ионизирующего излучения, которые удовлетворяют требованиям КГС «Климат-7».

• Создать математические модели переходных ионизационных процессов в типовых КМОП - элементах, выполненных по субмикронным технологиям, возникающих в процессе воздействия импульсного ионизирующего излучения, с учетом реальных условий эксплуатации в соответствии с требованиями КГС «Климат-7», на схемотехническом и функционально-логическом уровнях.

• Разработать алгоритмическую основу и провести программную реализацию средств моделирования импульсного радиационного воздействия на элементы КМОП СБИС.

• Разработать программное обеспечение подсистемы моделирования ионизационной реакции КМОП СБИС на воздействие импульсного радиационного излучения в САПР сквозного проектирования Изделий микроэлектроники, провести экспериментальную проверку адекватности предложенных математического и программного обеспечений и оценить эффективность разработанных средств.

Методика исследования. При решении поставленных задач использован аппарат теории автоматизации проектирования, методов вычислительной математики, физические методы исследования поведения микросхем в условиях ионизирующего излучения, теории построения программ, методы модульного, структурного и объектно-ориентированного программирования, вычислительные эксперименты.

Научная новизна. В результате проведенных исследований получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

• Методика проектирования КМОП СБИС, стойких к радиационному воздействию, отличающаяся учетом импульсного ионизирующего излучения, для перспективных полупроводниковых приборов в соответствии с требованиями КГС «Климат-7».

• Математическая модель ионизационного тока, возникающего в р-п переходам МОП — структур при воздействии импульсного ионизирующего излучения, отличающаяся учетом особенностей субмикронных технологий, температурного режима, спектрально-энергетических и амплитудно-временных характеристик радиационного воздействия в соответствии с требованиями КГС «Кпимат-7».

• Математические модели базовых элементов, которые отличаются описанием переходных процессов, происходящих в МОП-структурах при воздействии импульсного ионизирующего излучения, для субмикронных технологий и требований КГС «Клнмат-7» на всех иерархических уровнях проектирования.

• Алгоритмическая основа моделирования импульсного ионизирующего воздействия и программное обеспечение, отличающиеся использованием всех предложенных математических средств и позволяющие осуществить более адекватное моделирование в сжатые сроки при проектировании изделий электронной техники двойного назначения.

Практическая значимость и результаты внедрения. На основе предложенных математических моделей и алгоритмов разработано программное обеспечение, которое внедрено в ФГУП «НИИ Электронной техники» (г. Воронеж), ОАО «ВЗПП-С» (г. Воронеж), Воронежский государственный технический университет (г. Воронеж), Воронеж-

скую государственную лесотехническую академию (г. Воронеж). Анализ результатов внедрения показал высокую эффективность разработанных средств.

Предложенные средства моделирования радиационно-стойких КМОП СБИС позволяют оценить уровень стойкости, что имеет существенный экономический эффект, а также приводит к повышению бездефектности проектирования и сокращению сроков реализации проекта.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждалось на международной научно-практической конференции «Современные проблемы создания технических средств противодействия терроризму и преступности. Радиотехнические науки» (Воронеж, 2006); всероссийских конференциях «Радиационная стойкость электронных систем - Стойкость 2004, 2005, 2006» (Москва, 2004, 2005, 2006), «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 2005, 2006), «Информационные технологии» (Воронеж, 2005); межвузовской научной конференции «Моделирование систем и информационные технологии» (Воронеж, 2005,2006).

Публикации результатов работы. По тем$ диссертации опубликовано 22 работы, в том числе 2 в издании, рекомендованном ВАК.

Среди публикаций 5 работ выполнены без соавторов. В работах, выполненных в соавторстве, автору принадлежит более 50% материала. Личное участие автора заключается в разработке математических моделей поведения полупроводниковых структур н типовых КМОП — элементов при импульсном ионизирующем воздействии, алгоритмической основы и программной реализации средств моделирования импульсного радиационного воздействия.

Структура п объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка используемой литературы. Материал диссертации изложен на 141 листе машинописного текста, включая иллюстрированный материал н таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во вп еден ни обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель и задачи, научная новизна и практическая значимость результатов исследования.

В первом разделе описана общая методология оценки стойкости изделий электронной техники КМОП - технологии, рассмотрены основные переходные радиационные эффекты, а также проведен анализ современных средств проектирования, поставлены цель и задачи представленной работы.

Создание высоконадежной аппаратуры военного и двойного назначения привело к необходимости разработки микросхем, имеющих не только высокую степень интегра-

иии, но и обладающих стойкостью к целому комплексу внешних воздействующих факторов. Эти требования появились с созданием ядерного оружия, атомных станций, космических летательных аппаратов и постоянно изменялись, что связано с появлением новых видов вооружений, ядерных энергетических установок, расширением сферы применения космических летательных аппаратов. В настоящее время данные требования подверглись широкому пересмотру, что обусловило введение нового КГС «Климат-7». Его основным содержанием является изменение методологии оценки качества изделий, которое, в отличие от ранее существующих, проводится на всем протяжении жизненного цикла изделия от проектирования до утилизации.

Относительно оценки стойкости микросхем к ионизирующим воздействиям заключаются, прежде всего, в расширении видов излучений и существенной зависимости отклика изделия от спектрально-энергетических и амплитудно-временных характеристик, интенсивности воздействия, температуры н режима работы микросхемы.

Следует отметить, что электронная промышленность — это очень динамичная отрасль, в которой постоянно совершенствуются технологии, уменьшаются проектные нормы и растет степень интеграции, В совокупности с изменением требований радиационной обстановки это приводит к изменению протекания физических процессов.

Известно, что импульсное у-излучение, воздействуя на полупроводниковые изделия, вызывает возникновение свободных носителей заряда и образование ионизационных токов. Такой механизм приводит к переходным процессам, которые зависят от параметров излучения (мощности дозы, плотности потока, спектрального состава, формы и длительности воздействующего импульса) и физических параметров облучаемого материала (площадь р-п — перехода, длина канала, толщина подзаггворного окисла, уровень легирования полупроводника и т.д.). Следовательно, специфику возникновения ионизационной реакции изделия определяют конструктивно-технологические особенности исполнения и характеристики воздействующего импульсного излучения. Поэтому в настоящее время с появлением субмикронных технологий наблюдается существенное изменение ионизационной реакции.

В работе показано, что в последние годы одной из основных технологий, которая применяется для создания изделий военного и двойного назначения, является технология КМОП в силу ряда неоспоримых преимуществ по обеспечению широкого набора функций, быстродействию, потребляемой мощности и технологичности изготовления. Рассматривая данный класс изделий, можно констатировать, что процессы протекания ионизационных токов стали в значительно большей степени зависеть от влияния периферийных областей, температуры изделия, паразитного влияния соседних элементов. Это потребовало пересмотра существующих моделей переходных ионизационных процессов, возникающих при воздействии импульсного ионизирующего излучения.

Проведенный анализ имеющихся современных средств проектирования показал, что отечественных САПР, отвечающих современным требованиям к ионизирующему излучению, на данный момент не существует, а поставляемые на рынок зарубежные САПР ориентированы на производителей коммерческих ИС. Приобрести пакеты программ САПР ИЭТ двойного назначения невозможно из-за политики национальной безопасности, так как они имеют прямое отношение к созданию новых видов вооружения и обеспечению обороноспособности страны.

Поэтому целью диссертационной работы является разработка средств автоматизации моделирования комплементарных микросхем двойного назначения, стойких к импульсным видам воздействия.

Втопой Пячлел посвящен описанию методики проектирования КМОП СБИС с учетом импульсного ионизирующего излучения и математического обеспечения моделирования ионизационного тока р-п перехода для полупроводниковых структур КМОП - технологии, выполненных по субмикронным проектным нормам.

Методика проектирования КМОП СБИС заключается в проектировании «сверху-вниз», когда последовательно моделирование работы изделия проводят на поведенческом, функционально-логическом и схемотехническом уровнях, при этом учет ионизационной реакции реализуется на схемотехническом и функционально-логическом уровнях. Вначале па поведенческом и функционально-логическом уровнях работоспособность изделия проверяют без учета радиационного воздействия. Затем при моделирований на схемотехническом уровне в каждом элементе рассчитываются токи ионизации, которые позволяют определить их работоспособность в условиях воздействия импульса радиации н после него. Далее осуществляется проектирование топологии с учетом паразитных элементов схемы. На основе этого создается библиотека «неисправных» элементов на схемотехническом уровне. После этого полученный схемотехнический базис преобразуется в функционально-логический с «неисправными» элементами и проводится синтез схемы на функционально-логическом уровне. Затем реализуются все проектные процедуры с использованием библиотеки исправных и «неисправных» элементов. Если требования технического задания выполняются, то полученная управляющая топологическая информация может быть передана на кремниевую фабрику для изготовления изделия, если не выполняются, то применяются конструктивные и схемотехнические решения по обеспечению данных требований и вновь проводятся проектные процедуры.

Таким образом, доминирующую роль играет схемотехническое моделирование, в основе которого лежат математические модели расчета ионизационных токов р-п перехода МОП - структуры. Эти токи образуются в результате резкого появления неосновных носителей заряда в объеме полупроводника, что приводит к кратковременной

проводимости р-п перехода. Для МОП — транзистора токи ионизации возникают в р-п переходах: сток — подложка, исток — подложка, которые можно реализовать введением дополнительных генераторов импульсного тока. Причем величина ионизационного тока (тока включенного генератора) изменяется в зависимости от мощности поглощенной дозы импульса внешнего воздействия, а также от длительности импульса и температуры окружающей среды.

Для прогнозировании величины тока ионизации предложены математические модели, учитывающие спектрально-энергетические и амплитудно-временные характеристики импульса, технологические особенности изготовления и температурный режим. Для этого был проведен анализ физических процессов, происходящих в микросхемах современной субмикронной технологии, и разработаны математические модели ионизационных токов при равновесном и неравновесном энерговыделении.

В результате проведения исследований установлено, что величина ионизационного тока определяется низколегированными областями структур: временем жизни неосновных носителей заряда, концентрациями примесей и диффузионной длиной неосновных носителей заряда. Для одиночного прямоугольного импульса ИИ с учетом периферийных областей ионизационный ток каждого р-п перехода можно записать в следующем виде:

Р(0 — мощность дозы излучения,

- площадь поперечного сечения и толщина рассматриваемой области (р, я,

Р-п),

I—время действия импульса излучения,

гЛ г„ - времена жизни неосновных носителей заряда в р- и л-области соответственно,

£„,£,— диффузионные длины неосновных носителей заряда в прилегающих к р-п переходу областях;

- составляющая ионизационного тока от периферийных областей р-п перехода, определяющаяся выражением:

где д—заряд электрона,

£о — интенсивность ионизации (для Б! - 4,3x10" пар^см^/рад),

)

где — площадь периферийной области р-п перехода,

— диффузионная длина неосновных носителей заряда с внешней стороны перехода для п- и р- канальных транзисторов соответственно.

Для расчета ионизационного тока сложной формы импульса его раскладывают на суперпозицию отдельных прямоугольных импульсов. Тогда величина ионизационного тока может быть определена из последовательного сложения ионизационных токов 1!р(1 прямоугольного импульса, полученных при разном значении времени I.

+5.

■(1-е ^

(3)

"„♦¿«„•С!-*

Складывая значения этих токов по времени, получаем интегральное значение тока ионизации, соответствующее реальному импульсу.

Задачей такого моделирования является установление связи между физическими параметрами и электрическими характеристиками элементов КМОП—технологии.

В. связи с применением изделий электронной техники в условиях эксплуатации, связанных с большими перепадами рабочих температур среды, а также с требованием соответствия качества современных отечественных ИЭТ мировому уровню, было вызвано уточнение требований по оценки стойкости. В частности, в КГС «Климат-7» рассматривают радиационное воздействие, которое реализуется в широком диапазоне температур. Это привело к необходимости при проектировании ИЭТ разрабатывать модели полупроводниковых приборов с учетом совместного воздействия импульсного ионизирующего излучения и температуры,

С учетом зависимости изменений физических параметров полупроводниковой структуры от температуры, выражение для ионизационного тока примет следующий вид:

Р1)

где составляющая ионизационного тока, учитывающая уменьшение размеров активных областей элементов, будет выглядеть:

Полученные выражения дают оценку изменения ионизационного тока в процессе воздействия импульса ионизирующего воздействия с учетом условий эксплуатации в диапазоне температур.

Для моделирования ионизационного тока в р-п переходе при воздействии импульсного НИ с различными амплитудно-временными характеристиками в выражения (1), (2) введем коэффициент пропорциональности изменения ионизационного тока - К,.

Таким образом, полученные математические модели позволяют на этапе проектирования смоделировать процесс возникновения ионизационного тока, который вызывает временную потерю работоспособности или катастрофический отказ.

В третьем разделе рассмотрены математическое и алгоритмическое обеспечения моделирования воздействия импульсного излучения на типовые элементы современных комплементарных микросхем в САПР изделий микроэлектроники.

При анализе ионизационной реакции необходимо рассматривать МОП - транзисторные элементы как совокупность МОП - транзистора н паразитной биполярной структуры - исток (эмиттер), подложка (база), сток (коллектор) — которая не учитывается традиционными моделями КМОП ИС, в том числе и в САПР. В предложенной эквивалентной электрической схеме при моделировании импульсного ионизационного излучения включены генераторы импульсов ионизационных токов в р-п переходах «Сток -Подложка», «Исток — Подложка», вследствие чего происходит кратковременное увеличение тока стока и уменьшение порогового напряжения МОП-транзистора, что вызывает переключение логического состояния КМОП - элементов.

Предложены математические модели МОП - транзистора для проектирования в программе РЭрке, учитывающие токи ионизации стокового и и стокового переходов МОП—транзисторов.

Для описания импульса ионизационного тока наиболее удобно задавать сигнал тока с применением экспоненциальной функции, так как она практически точно повторяет реальный импульс ионизационного тока в р-п переходе. Импульс тока экспоненциальной формы можно разбить на три участка, описывающих состояние р-п перехода до,

М') = ?•£„• >40• К, •

(6)

\

У

в процессе н после воздействия импульса ИИ. Импульс генератора тока задается списком параметров ЕХР (уи Уз, (а /п (s) и описывается выражением:

при 0 <t<ty.

У,+<У,-У>я-ехрЕ-<»<I/, (7)

Л +<>,->',)[!- С -УС ]-1 + ехр^ С -У <> 1"Р!> <' < 73ТОЯ.

Для статического режима работы МОП-транзистора модель характеризуется нулевым током затвора /{=0 и током подложки /» . С учетом токов ионизации токи стока и истока описываются следующими выражениями:

I* = икк У,))-Ц+ =/„1ехр(^/( (8)

где 1„, Л, - ионизационные токи переходов подложка-исгокиподложка-сток соответственно. у

Для проектирования СБИС с малыми проектными нормами необходимо использовать короткоканальную модель, которая по сравнению с предыдущей моделью первого уровня позволяет учитывать следующие особенности [16]:

• зависимость подвижности носителей от вертикального поля;

• распределение заряда, обедне к ной области между стоком и истоком;

- неоднородность легирования для транзисторов, изготовленных с применением ионной имплантации; .

- модуляция длины канала;

• зависимость всех параметров от геометрии транзистора.

В режиме сильной инверсии пороговое напряжение определяется выражением

уи = уга+гап+кц/рш-у,, -ккрш-у^-п-у* (9)

Параметры К1, К2 моделируют неоднородность легирования, УРВ частично моделирует уменьшение длины канала.

Расчет изменения выходных параметров РМОП иИМОП-транзисторов является основой для моделирования базовых КМОП — элементов. Модель базового элемента можно построить путем объединения электрических эквивалентных схем всех входящих в него базовых структур (транзисторов и др.). Такой метод построения модели подходит для простейших базовых элементов, состоящих из минимального набора структур. Однако для более сложных элементов такой подход приводит к усложнению модели. Поэтому повышение эффективности моделирования достигается переходом к макромоделям, которые реализуются на основе анализа вклада различных структур в ионизацион-

ную реакцию, выявления определяющих элементов и исключения второстепенных элементов, не оказывающих существенного влияния на ионизационную реакцию.

Результатом моделирования будет поведение типового элемента в зависимости от параметров импульсного ионизирующего излучения. Такой элемент представляется как «неисправный» и характеризуется временем потери работоспособности (ВПР) для заданного уровня воздействия ИИ.

Описание «неисправного» логического элемента на функционально-логическом уровне заключается в формировании функции переключения, в которой, как и для исправных элементов, задаются уровни выходного напряжения высокого 1Гон, низкого Цен. уровня и время переключения из одного логического состояния в другое. Одновременно с этим задается функция, учитывающая временную потерю работоспособности, что соответствует изменению электрических параметров во времени при воздействии импульса ИИ.

Для расчета поведения элементов в зависимости от величины мощности дозы необходимо иметь значительный набор «неисправных» элементов, соответствующих каждый определенной мощности излучения, что существенным образом сказывается на объеме базы данных и вычислительных затратах. Поэтому в работе предложены модели аппроксимации, которые позволяют по нескольким неисправным элементам, соответствующим определенным значениям мощностям дозы, получить все промежуточные состояния.

На основе предложенных математических моделей схемотехнического и функционально-логического уровней проектирования разработана алгоритмическая основа моделирования импульсного радиационного воздействия.

Алгоритм включает несколько этапов: расчет мощности импульсного излучения; определение величины ионизационного тока, образующегося в р-п переходах МОП-транзистора; схемотехническое моделирование и определение временной потери работоспособности типовых элементов; формирование топологии и введение дополнительных паразитных элементов; создание библиотеки «неисправных» элементов на функционально-логическом уровне; моделирование работоспособности изделия в целом на функционально-логическом уровне и проверка соответствия параметров изделия требованиям технического задания.

Алгоритм предусматривает использование новых конструктивных и схемотехнических решений в случае несоответствия изделия требованиям технического задания. Данные решения принимаются экспертами исходя из опыта создания данных изделий, при этом предусмотрено возвращение на более ранние проектные процедуры.

В четвертом разделе рассмотрены особенности построения программных средств моделирования импульсного излучения в САПР ИЭТ, проведен анализ их адекватности и эффективности.

В ходе проведенных работ разработаны программные средства автоматизации проектирования, которые представляют собой комплекс программ, интегрированный в САПР сквозного проектирования изделий микроэлектроники в качестве подсистемы моделирования ионизационной реакции изделий КМОП - технологии*на воздействие импульсного радиационного излучения.

Разработанный программный комплекс состоит из модулей: интерфейса (IN), управляющего (UP), определения параметров импульса (MD), расчета тока ионизации р-п перехода (IPP), аппроксимации (АРР), уровня бессбойной работы (UBR), определения временной потери работоспособности (VPR) и справочной информации (HELP), реализованных на платформе операционной системы MS Windows. С его помощью проводится расчет параметров радиационного воздействия, моделирование характеристик радиационной стойкости проектируемого изделия, таких как уровень бессбойной работы и время потери работоспособности в зависимости от уровня мощности поглощенной дозы излучения для любого спектрально-энергетического состава и ал плитудно-временных характеристик, воздействующего импульсного излучения.

Центральным звеном средств моделирования является управляющий модуль, с помощью которого осуществляется как взаимодействие всех программных компонентов, так и выход на операционную систему. Все данные по расчету и полученные значения хранятся в базе данных, что исключает необходимость повторных расчетов.

Оценка эффективности разработанных средств проводилась при создании микросхем серий 1867, 1874,1851 и определения,их соответствия требованиям технического задания, в том числе и по уровню стойкости, который оценивался экспериментально на моделирующих установках гамма - импульса. Анализ результатов испытаний показал, что расхождение расчетных и экспериментальных значений не превышало 20%. Кроме того, заданный уровень стойкости был получен практически с первых опытных партий изделий, что сокращало время реализации проекта, объем проведения физического моделирования и очень трудоемких и дорогостоящих экспериментальных исследований. Результаты подтвердили высокую эффективность предложенных средств, которые позволили создавать микросхемы в более короткие сроки и сократили объем финансирования.

В заключении приведены основные результаты диссертационной работы.

Основные результаты работы: 1. Проведен анализ радиационной обстановки современных условий эксплуатации, радиационных эффектов в СБИС, возникающих при воздействии импульсного

ионизирующего излучения, выявлены проблемы, связанные с перекодом па су б микронные технологии и совершенствованием технологии КМОП, а также определены пути их решения.

2. Проведен анализ существующих средств автоматизации проектирования, учитывающих импульсное воздействие радиационного излучения, который показал не* обходимость разработки проблемно-ориентированного программного обеспечения, позволяющего моделировать данное воздействие.

3. Разработаны математические модели физических процессов, происходящих в полупроводниковых структурах при воздействии ионизирующего излучения о соответствии с требованиями КГС «Климат-7», характерных для субмикронных технологий.

4. Созданы математические модели переходных ионизационных процессов на схемотехническом уровне в типовых КМОП — элементах, выполненных по субмикрои-ным технологиям, обусловленных воздействием импульсного ионизирующего излучения, которые учитывают реальные условия эксплуатации в соответствии с требованиями КГС «Климат-7».

5. Предложены модели изменения выходных параметров типовых элементов в зависимости от комплекса параметров: длительности и формы импульса ионизирующего воздействия, температуры окружающей среды и конструктивно-схемотехнических решений на функционально-логическом уровне.

6. Разработана алгоритмическая основа моделирования импульсного воздействия на схемотехническом и функционально-логическом уровнях проектирования и оценки стойкости изделий.

7. Разработано программное обеспечение подсистемы моделирования ионизационной реакции КМОП СБИС на воздействие импульсного радиационного излучения, проведена его интеграция в САПР сквозного проектирования изделий микроэлектроники.

8. Проведена экспериментальная проверка адекватности и эффективности разработанных средств на основе создания микросхем серий 1874, 1851, 1867, показывающая высокую точность расчетов н эффективность применения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК ], Якьков, А.И. Создание отечественной проектной среды,разработки микроэлектронных систем, [Текст] / АИЛньков, А.В.Ачкасов // Приводная техника. - 2006. — №5.-С. 28-30.

2. Ачкасов, А.В. Моделирование радиационных эффектов в КМОП приборах в САПР, [Текст] / А.В.Ачкасов, А.И.Яньков // Приводная техника. — 2006. — №б. -С. 47-48. ;

Статьи и материалы конференций .

3. Яньков, А.И. Исследования радиационной стойкости ИС серии 1867. [Текст] /А.ИЛньков // Научно-технический сборник «Радиационная стойкость электронных систем». -М.; МИФИ. 2004. - С.34.

4. Зольников, В.К. Методика и результаты радиационных испытаний микроконтроллера 1874ВЕ36. [Текст] / В.К. Зольников, А.И. Яньков // Научно-технический сборник «Радиационная стойкость электронных систем». -М.: МИФИ. 2004. - C.3S.

5. Яньков, А.И. Результаты радиационных испытаний и сравнительный анализ диодов [Текст! / А.И, Яньков и др. Н Научно-технический сборник «Радиационная стойкость электронных систем». -М.: МИФИ. 2004. — С.36.

6. Зольников, В.К. Методика расчета показателей стойкости изделий электронной техники при воздействии специальных факторов с характеристиками 7И1-7И8 для реальных условий эксплуатации. [Текст] / В.К.Зольников, В.Г.Калинин, А.И, Яньков — Воронеж. ФГУП НИИЭТ. - 2004. - 24с.

7. Зольников, В.К. Моделирование реакции изделий электронной техники при воздействии импульсных видов радиации [Текст] / В.К.Зольников, А.ИЛньков // Труды всероссийской конференции "Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах. - Воронеж. Воронежский государственный технический университет. - 2005. -С. 67-68.

8. Яньков, А.И. Модель реакции изделий электронной техники при воздействии радиации [Текст] / А.И.Яньков, А.А.Семыкин, А. И. Анты ков // Труды всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы». — Воронеж. Воронежский государственный технический университет, — 2005. -С. 69 -70.

9. Антыков, А.И. Программа расчета уровня бессбойной работы электрорадкоиз-делий при воздействии фактора И2. [Текст] / А.И. Антыков, А.ИЛньков // // Материалы Российской конференции «СтоЙкость-2005». - Москва: МИФИ. - 2005.- С.252,

10. Яньков, А.И. Моделирование реакции изделий электронной техники при воздействии импульсных видов радиации [Текст] / А.И.Яньков, Д.ПХорюшин, В.М.Олухов // Материалы Российской конференции «Стойкость-2005». — Москва: МИФИ. - 2005.-С.254 - 254.

11. Яньков, А.И. Оценка стойкости ИЭТ к воздействию факторов 7К по результатам испытаний на воздействие факторов 7И [Текст] /А.И. Яньков // Материалы Российской конференции «Стойкость-2005». - Москва: МИФИ. - 2005,- С.95-96.

12. Семыкин, A.A. Моделирование импульсных радиационных эффектов в элементах микросхем [Текст] / А.А.Семыкин, А.ИЛньков, В.К.Зольников // Материалы Всероссийской конференции «Информационные технологии». — Воронеж: Издательство «Научная книга».-2005. - C.300.

13. Яньков, АЛГ. Методология оценки стойкости микроэлектронных компонентов в соответствии с ГОСТ "Климат-7" [Текст] / А.И.Яньков, Д.Г.Хорюшин, А.А.Семыкин, В.К.Зольников // Математическое .моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: Межвуз. сб. науч. тр. Вып.Х. - Воронеж: ВГЛГА, 2005. - С. 211-213.

14. Яньков, А.И. Методика расчета стойкости ИЭТ при воздействии импульсного ионизирующего излучения [Текст] / Яньков А.И., Колбешкин Д.ИЛ Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: Межвуз. сб. науч, тр. Вып.Х. - Воронеж: ВГЛТА, 2005.-С. 150-152.

15. Яньков, Л.И. Методика расчета показателей стойкости ИЭТ лри воздействии специальных факторов к реальным условиям эксплуатации [Текст] I А.И. Яньков // Межвузовский сборник научных трудов «Моделирование систем и информационные технологии».-Воронеж: Издательство «Научная книга»-2005. Вып.2.-С. 181-162.

16. Яньков, А.И. Моделирование воздействия импульсного излучения на элементную базу [Текст] ! А.И, Яньков // Межвузовский сборник научных трудов «Моделирование систем и информационные технологии».- Воронеж; Издательство «Научная книга» - 2006. ВыпЗ. 4.2. - С. 268 - 269.

17. Яньков, А.И. Методика и результаты радиационных испытаний микропроцессора 1867ВЦ2Т [Текст] / А.И. Яньков, В.К. Зольников И Научно-технический сборник «Радиационная стойкость электронных систем — Стойкость 2006», -М.: МИФИ. 2006. — С. 5 9-60.

18. Яньков, А.И. Методика радиационных испытаний ИС ОЗУ [Текст] / А.И.Яньков, В.Г.Калинин // Научно-технический сборник «Радиационная стойкость электронных систем-Стойкость2006». -М.: МИФИ. 2006, -С.183-184,

19. Яньков, А.И. Результаты радиационных испытаний ИС ОЗУ 1642РГ1Р и 1642РК1У [Текст] / А.И, Яньков, В.М.Олухов, Д.А.Ноэдрин // Научно-технический сборник «Радиационная стойкость электронных систем — Стойкость 2006». -М.: МИФИ. 2006.-С.232.

20. Потапов, И.П, Модели учета импульсных видов радиации для СБИС систем контроля безопасности [Текст] / И.П.Потапов, А.ИЛньков И Материалы международной научно-практической конференции «Современные проблемы создания технических средств противодействия терроризму и преступности. Радиотехнические науки». — Воронеж: Воронежский институт МВД. - 2006. Выпуск 2.- С.62.

21. Яньков, А.И. Методы оценки стойкости СБИС, применяемых для систем контроля безопасности [Текст] / А.И.Яньков // Материалы международной научно-практической конференции «Современные проблемы борьбы с преступностью. Радиотехнические науки». —Воронеж: Воронежский институт МВД. - 2006, Выпуск 2,- С.97.

22. Яньков, А.И. Расчет радиационных эффектов в элементной базе. [Текст] / А.И.Яньков, П.Р.Машевич // Системы управления и информационные технологии, 2006. —№1.1(23), —С.201-205.

Просим Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписями, заверенными гербовой печатью, направлять по адресу: 394613, г.Воронеж, ул.Тимирязева, 8, ВГЛТА, ученому секретарю, Тел/Факс (4732) 53-72-40,

Яньков Андрей Ильич Разработка средств автоматизации моделирования импульсного рад паи но иного воздействия на комплементарные микросхемы и экспериментальная проверка их

эффективности

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук '

Подл, в печать 9 ноября 2006г. Формат 60*841/18. Объем I пл. Заказ № 935 Тираж 100 УОП ВГЛТА 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАДИАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КОМПЛЕМЕНТАРНЫЕ МИКРОСХЕМЫ В САПР ИЭТ И МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО АДЕКВАТНОСТИ ДЛЯ СОВРЕМЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ.

1.1. Методология оценки стойкости комплементарных микросхем в соответствии с

К ГС «Климат-7».

1.2. Радиационные эффекты импульсного излучения в современных комплементарных микросхемах.

1.3 Анализ современных средств проектирования комплементарных микросхем.

1.4 Проблемы моделирования импульсного радиационного воздействия в САПР ИЭТ. Постановка задачи.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР.

2.1 Методика оценки стойкости микросхем к импульсным видам воздействия.

2.2 Анализ физических процессов в р-ы переходах современных микросхем и моделирование ионизационного тока.

2.3 Анализ физических процессов в р-ы переходах и моделирование ионизационного тока при воздействии импульсного ИИ с учетом температуры.

2.4 Моделирование тока ионизации в р-ы - переходе при воздействии импульса ИИ с различными амплитудно-временными характеристиками.

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ТИПОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СОВРЕМЕННЫХ КОМПЛЕМЕНТАРНЫХ МИКРОСХЕМ.

3.1 Моделирование изменения выходных параметров типовых элементов современных микросхем при воздействии импульсного излучения.

3.2 Моделирование изменения параметров типовых элементарных структур от импульсного воздействия па ФЛУ.

3.3. Алгоритмическая основа моделирования импульсного воздействия.

3.3.1. Алгоритм моделирования ионизационных эффектов типовых элементов на схемотехническом уровне.

3.3.2. Алгоритм моделирования импульсного воздействия в процессе проектирования современных микросхем на ФЛУ.

4. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В САПР ИЭТ. АНАЛИЗ ИХ АДЕКВАТНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ.

4.1. Структура программного обеспечения подсистемы моделирования импульсного воздействия и особенности ее работы.

4.2. Экспериментальная оценка адекватности и эффективности разработанных средств моделирования.

4.3. Внедрение, результаты моделирования и область применения.

Актуальность работы. В настоящее время микроэлектронная промышленность развивается стремительными темпами, и современные достижения внедряются практически во все сферы деятельности человека. Сегодня не возможно представить эффективное обеспечение обороноспособности страны без применения высоких технологий, для реализации которых необходимо применять элементную базу двойного назначения, обладающую высокой стойкостью к воздействию внешних дестабилизирующих факторов (такие как механические нагрузки, повышенная и пониженная температура среды, электромагнитное излучение и т.п.) и надежностью.

Обеспечение и прогнозирование радиационной стойкости изделий электронной техники (ИЭТ) регламентируется соответствующими нормативно-техническими документами. Так, например, в США такими документами являются стандарты М1Ь-БТО-883, в России этим целям служит новый комплекс государственных стандартов (КГС) «Климат-7», в котором введены дополнительные характеристики к имеющимся видам импульсного воздействия, а также включены новые виды, что связано с созданием новых систем вооружения, освоением дальнего космического пространства и т.п.

В 70-х годах прошлого века предприятия электронной промышленности ориентировались на производство элементной базы двойного назначения на биполярной технологии, они обладали хорошей стойкостью к воздействию импульсного ионизирующего излучения. Сегодня стремительное развитие техники, создание аппаратуры обладающей интеллектом требует от ИЭТ постоянного увеличения их функциональных возможностей, что создает определенные трудности применения биполярной технологии.

В настоящее время при разработке самых разнообразных цифровых интегральных микросхем (ИС) все шире используются комплементарные МОП - структуры, т.к. они являются универсальными и легко применяемыми устройствами. Интегральные микросхемы, выполненные на основе КМОП - технологии, обладают уникальными свойствами, например: существенно меньше потребляемая мощность от источника питания, выше помехоустойчивость и быстродействие. Однако недостатком, ограничивающим применение таких ИС в изделиях оборонной промышленности, является их меньшая, по сравнению с биполярной технологией, радиационная стойкость.

Основными задачами на сегодняшний день является создание изделий микроэлектроники современных КМОП - технологий обеспечивающих требуемую стойкость к воздействию радиации. Для этого должен быть создан аппарат моделирования, учитывающий особенности современных субмикронных технологий в соответствии с нововведениями, предусмотренными в КГС «Климат-7».

Поэтому задачи, поставленные в рамках данной диссертационной работы, являются актуальными.

Диссертация выполнена в рамках важнейших работ Министерства образования и науки по планам НИР и ОКР ФГУП «НИИЭТ»: «Улавливатель-8», «Таврия-Т», «Триллер», «Триплекс-1», «Гидрометр», «Трикута-2» и др., а также основного направления исследований ВГЛТА «Разработка средств автоматизации управления и проектирования (в промышленности)» НИР «Разработка математического обеспечения проектирования СБИС двойного назначения» № ГР 1528/100031.

Цель и задачи работы заключаются в разработке моделей, алгоритмов и методического обеспечения для проектирования комплементарных микросхем, стойких к импульсным видам воздействия, и экспериментальной проверки их адекватности и эффективности.

Для этого необходимо решить следующие задачи:

• Провести анализ радиационной обстановки современных условий эксплуатации и эффектов, возникающих в КМОП БИС перспективных технологий в процессе воздействия импульсного ионизирующего излучения;

• Проанализировать существующие средства проектирования, учитывающие импульсное воздействие радиационного излучения, выявить проблемы, связанные с изменением проектных норм и технологий, а также определить пути их решения;

• Разработать математические модели поведения полупроводниковых структур, выполненных по субмикронным технологиям, при воздействии импульсного ионизирующего излучения, которые удовлетворяют требованиям КГС «Климат-7»;

• Создать математические модели переходных ионизационных процессов в типовых КМОП - элементах, выполненных по субмикронным технологиям, в процессе воздействия импульсного ионизирующего излучения, учитывающие реальные условия эксплуатации в соответствии с требованиями КГС «Климат-7»;

• Разработать модели изменения выходных параметров типовых элементов в зависимости от формы импульса ионизирующего воздействия;

• Сформировать алгоритмическую основу и провести программную реализацию средств моделирования импульсного радиационного воздействия на элементы КМОП БИС;

• Разработать программное обеспечение подсистемы моделирования ионизационной реакции изделий КМОП - технологии на воздействие импульсного радиационного излучения в САПР сквозного проектирования изделий микроэлектроники, провести экспериментальную проверку адекватности разработанного математического и программного обеспечения и оценить эффективность разработанных средств.

Методика исследования. При решении поставленных задач использован аппарат вычислительной математики, теории автоматизации проектирования, математического моделирования и программирования. А также методы вычислительных экспериментов и экспертных оценок.

Научная новизна. В результате проведенных исследований получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

• Методика проектирования микросхем двойного назначения КМОП - технологии к импульсным видам воздействия, отличающаяся учетом импульсного ионизирующего излучения для перспективных полупроводниковых технологий в соответствии с требованиями КГС «Климат-7»;

• Математическая модель ионизационного тока, возникающего в р-п переходах МОП - структур при воздействии импульсного ионизирующего излучения, отличающаяся учетом особенностей субмикронных технологий, температурного режима, спектрально-энергетических и амплитудно-временных характеристик радиационного воздействия в соответствии с требованиями КГС «Климат-7»;

• Математические модели базовых элементов, которые отличаются описанием переходных процессов происходящих в КМОП-структурах при воздействии импульсного ионизирующего излучения с учетом субмикронных технологий и требований КГС «Климат-7» на всех иерархических уровнях проектирования;

• Алгоритмическая основа моделирования импульсного ионизирующего воздействия и программное обеспечение, отличающиеся использованием всех предложенных математических средств и позволяющие осуществить более адекватное моделирование при проектировании изделий электронной техники двойного назначения.

Практическая значимость и результаты внедрения. На основе предложенных математических моделей и алгоритмов разработано программное обеспечение, , которое внедрено в ФГУП «НИИ Электронной техники» (г. Воронеж), ФГУП «НИИ Приборов» (г. Лыткарино М.о.), ВГТУ (г. Воронеж). Анализ результатов внедрения показал высокую эффективность разработанных средств.

Предложенные средства создания радиационно-стойких микросхем КМОП-технологии позволяют оценить уровень стойкости и надежность разрабатываемых изделий, что приводит к существенному экономическому эффекту, а также позволяют оптимизировать процесс создания ИЭТ двойного назначения за счет проведения оценки радиационной стойкости еще на стадии проектирования.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на: международной научно-практической конференции «Современные проблемы борьбы с преступностью. Радиотехнические науки» (Воронеж 2006); ежегодных всероссийских конференциях «Радиационная стойкость электронных систем - Стойкость 2004, 2005, 2006» (Москва, 2004, 2005, 2006), «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 2005, 2006), «Информационные технологии» (Воронеж, 2005); межвузовской научной конференции «Моделирование систем и информационные технологии» (Воронеж, 2005, 2006).

Публикации результатов работы. По теме диссертации опубликовано 22 работы, в том числе 2 в издании, рекомендованном ВАК.

Среди публикаций 5 работ выполнены без соавторов. В работах выполненных в соавторстве автору принадлежит более 50% материала. Личное участие автора заключается в разработке математических моделей поведения полупроводниковых структур и типовых КМОП - элементов при импульсном ионизирующем воздействии, алгоритмической основы и программной реализации средств моделирования импульсного радиационного воздействия.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка используемой литературы. Материал диссертации изложен на 141 листе машинописного текста, включая иллюстрированный материал и таблицы.

Выводы четвертой главы

1. Рассмотрены особенности программной реализации средств моделирования ионизационной реакции изделий микроэлектроники на воздействие импульсных видов ионизирующего излучения, позволяющих прогнозировать уровень стойкости проектируемого изделия по таким показателям стойкости, как УБР и ВПР.

2. Представлена структура программного комплекса учета импульсного радиационного воздействия и описано взаимодействие всех программных компонентов внутри него.

3. Представлены результаты экспериментальных исследований, на основе чего проведена оценка адекватности и эффективности разработанных средств моделирования.

4. Приведены область применения программных средств и результаты моделирования. Краткие характеристики ИС серий 1867, 1874, 1851, при создании которых применялись разработанные средства.

1. Schwank J.R., Dawes W.R. Jr. Irradiated Silicon Gate MOS Device Bias Annealing IEEE Trans. Nucl. Sci. 1983. Vol. 30, N 6. P. 4100-4104.

2. Schwanlc J.R., Fleetwood D.M., Winokur P.S. et al. The Role of Hydrogen in Radiation-Induced Defect Formation in Polysilicon Gate MOS Devices IEEE Trans. Nucl. Sci. 1987. Vol. 34, N 6 P. 1152-1158.

3. Boesch H.E. Jr., McLean F.B. Hole Transport and Trapping in Field Oxides Ibid. 1985. Vol. 32, N 6. P. 3940-3945.

4. Winokur P.S., Boesch H.E. Jr., McGarrity J.M., McLean F.B. Two-Stage Process for Buildup of Radiation-Induced Interface States J. Appl. Phys. 1979. Vol. 50, N 5. P. 3492-3495. 5. McLean F.B. A Framework for Understanding Radiation-Induced Interface States in SiOj MOS Structures IEEE Trans. Nucl. Sci. 1980. Vol. 27, N 6. P. 1651-1657.

5. Brown D.B., Saks N.S. Time-Dependence of Radiation-Induced Interface Trap Formation in Metal-Oside-Semiconductor Devises as a Function of Oxide Thiclmess and Applied Field J. Appl. Phys. 1991. Vol. 70, N 7. P. 3734-3747.

6. Fleetwood D.M., Shaneyfelt M.R., Schwank J.R. Simple Method to Estimate Oxide-Trap, Interface-Trap and Border-Trap Charge Densities in MetalOxide-Semiconductor Transistors Appl. Phys. Lett. 1994. Vol. 64, N 15. P. 1965-1967.

7. Shaneyfelt M.R., Dodd P.E., Draper B.L., Flores R.S. Challenges in Hardening Technologies Using Shallow-Trench Isolation Ibid. 1998. Vol. 45, N 6 P. 2584-2592. 9. Зи CM. Физика полупроводниковых приборов, ч.1.Нер. с аигл. [Текст] Под ред. А. Суриса. М.: Мир, 1984.

8. Бондаренко В.М. Моделирование обратимых эффектов внеп1них воздействующих факторов в элементах ТТЛ ИС с учетом температуры 127

9. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники [Текст] И.П. Степаненко М.: Советское радио, 1980

10. Агаханян Т.М., Аствацатурьян Е.Р., Скоробогатов П.К. Радиационные эффекты в интегральных микросхемах [Текст] Под ред. Т.М. Агаханяна. М.: Энергоатомиздат, 1989.

11. Colinge J.P. Hardening Integrated Circuits against Radiation Effects RADECS 97 Short Course. 1997. 14. РД В 319.03.38-2000. 22 ЦНИИИ MO, 2000.

12. Pickel J.C. Single-Event Rate Calculations IEEE Trans. Nucl. Sci. 1996. Vol. 43, N 2 P. 483.

13. Petersen E.L. Approaches to Proton Single-Event Rate Calculations Ibid. P. 496. 17. ГОСТ PB 20.39.411-97. 22 ЦПИИИ MO, 1997. 18. ГОСТ PB 20.57.415-98. 22 ЦПИИИ MO, 1998.

14. Действие проникающей радиации на изделия электронной техники [Текст] Под ред. Е.А. Ладыгина. М.: Сов. радио, 1980.

15. Ладыгин, Е.А. Радиационная технология твердотельных электронных приборов [Текст] Е.А.Лыдыгин 215с.

16. Разевиг, В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesignLab 8.0. [Текст] В.Д. Разевиг М.: Салон Р, 2000. 698с..

17. Мырова, Л.О. Обеспечение радиационной стойкости аппаратуры связи. [Текст] Л.О. Мырова, А.З. Чипиженко М.: Радио и связь, 1983. 216 с.

18. Патрикеев, Л.П. Радиационная стойкость полупроводниковых приборов и интегральных схем. [Текст] Л.Н.Патрикеев, В.Д.Попов М. Изд. МИФИ, 1975.-241с. М.: ЦПИИ «Электроника», 1976. 128

19. Аствацатурьян, Е.Р. Методы повышения радиационной стойкости электронных схем и устройств вычислительной техники [Текст] Е.Р.Аствацатурьян и др.- М.: Изд-во МИФИ, 1986. 88 с.

20. Аствацатурьян, Е.Р. Анализ электронных схем на ЭВМ с учетом радиационных воздействий [Текст] Е.Р.Аствацатурьян и др.- М.: Изд-во МИФИ, 1986.-92 с.

21. Зольников, В.К. Прогнозирование работоспособности биполярных ИМС при воздействии гамма-излучения малой мощности [Текст] В.К. Зольников, В.Г. Калинин Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика радиационного воздействия на радиаэлектронную аппаратуру, 1997.-Вып 1-2.-С.40-43.

22. Chadsey, W.L. X ray dose enhancement. [Text] W.L. Chadsey IEEE Trans.. 1978, NS-25, №6. P. 1591-1597.

23. Крюков В.П. Моделирование изменения параметров ИС при воздействии дозы ИИ [Текст] В.П. Крюков Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий: Тр. Междунар. науч.-техн. конф. М., 2002. 93-95.

24. Крюков, В.П. Моделирование изменения параметров-критериев годности при воздействии радиации [Текст] В.П. Крюков, В.П. Ачкасов, В.К. Зольников Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий: Тр. Междунар. науч.-техн. конф. М., 2002. 146-151.

25. Аронов, В.Л. Испытание и исследование полупроводниковых приборов [Текст] В.Л. Аронов, ЯЛ. Федотов М.: Высшая школа, 1975. 325 с.

26. Зольников, В.К. Расчетно-экспериментальная оценка стойкости КМОП ИС к ИИ [Текст] Влияние внешних воздействующих факторов на элементную базу аппаратуры авиационной и космической техники: 129

27. Немудров, В. Системы-на-кристалле. Проектирование и развитие -Иве. первого [Текст]/ В. Немудров., Г.Мартин Москва: Техносфера, 2004.

28. Васильев, А.В. Событие века. 25-летний юбилей микропроцессора. [Текст] А.В. Васильев Электроника и компоненты, 1997,N1,C.2.

29. Иванов, Е. Стандартные микропроцессоры и микроконтроллнры. [Текст] Е. Иванов "Электронные компоненты", 2000, N2, .5. 36. 16-разрядные микроконтроллеры PHILIPS, PANASONIC, OKI, TI. [Текст] Chip News, N7, 2000 г.

30. Малашевич, Б 8-разрядные микроконтроллеры. [Текст] Малашевич Б. "Электронные компоненты", 1999, N 5, 53. 38. ШЕЕ Spectrum, 1998, v.35, N9, р.39.

31. Новые DSP новый рывок в производительности. [Текст]/ Chip News, N10, 2000г.

32. Лопатин, B.C. Унифицированные программно-технические комплексы для САПР и ЭТ и СВТ [Текст] B.C. Лопатин и др. Электронная промышленность. -1994. 4,5- Москва.- 211-215.

33. Левов, Ю.А. Системы ускоренного проектирования БИС [Текст] Ю.А. Левов //Электронная промышленность -1994.- 4,5 216-218.

34. Норенков, И.П. Системы автоматизированного проктирования электронной и вычислительной аппаратуры [Текст] /И.П. Норенков, В.Б. Маничев М.: Высш. шк. 1983. -272 с.

35. Савельев, П.В., Автоматизация Книга проектирования 2. БИС. В 6 кн. Практическое пособие. Функциональное логическое проектирование БИС. Под ред. Казенкова Г.Г. [Текст] Савельев П.В., Конехин В.В. М.: Высш. шк. 1984. 295с.

36. Зольников, В.К. Проблемы создания проектной среды микроэлектропных систем разработки Межов, [Текст] В.К.Зольников, В.Е. 130

37. Машевич, П.Р. Лингвистические средства для проектирования микросхем [Текст] П.Р.Машевич Информационные технологии моделирования и управления. 2005. 2(20). 209 213.

38. Потапов, П.П. Обоснование среды [Текст] архитектуры интегрированной информационной элементной базы проектирования радиационно-стойкой П.Р.Машевич И.П.Потапов, Информационные технологии моделирования и управления. 2005. 7(25).-С.1002-1005.

39. Ачкасов, В.Н. Обоснование структуры АРМ проектирования базовых элементов микросхем двойного назначения [Текст] В.Н.Ачкасов, П.Р.Машевич, Ю.К.Фортинский, В.Е.Межов Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления: Межвуз. сб. науч. тр. Вып.Х. Воронеж: ВГЛТА, 2005. 215-216.

40. Машевич, П.Р. Технология создания современной элементной базы [Текст] П.Р. Машевич Материалы Всероссийской конференции «Информационные технологии». Воронеж: Издательство «Научная книга».-2005.-С.157-158.

41. Ачкасов, В.Н. Подсистема автоматизации проектирования радиационностойкой элементной базы и унифицированных модулей вычислительных комплексов бортовых систем управления [Текст] В.Н.Ачкасов, В.М.Антимиров, П.Р.Машевич, Ю.К.Фартинский //Труды всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы». Воронеж. Воронежский государственный технический университет. 2005. -С. 45-46. 131

42. Зыков, В.М. Моделирование и экспериментальные кремниевых исследования структур при долговременных изменений параметров ионизирующем воздействии. [Текст] /В.М.Зыков Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Томск, 2002.

43. Таперо, К.И. Кинетика накопления и отжига радиационных дефектов в активных областях кремниевых МОП и КМОП структур. [Текст] К.И. Таперо Диссертация на соискание ученой степепи кандидата физикоматематических наук. 1997.

44. Ачкасов В.Н. Технические средства дизайн центра проектирования универсальных микросхем и специализированных радиационно стойких [Текст] В.Н. Ачкасов, А.В.Ачкасов, И.П.Потапов Приводная техника. 2006. №5(63). 24 27.

45. Зольникова, А.Н. Комплекс программ расчета работоспособности ИС при воздействии ионизирующих излучений. [Текст] А.П. Зольникова, В.Е. Межов Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. 2000. Вып. 1-2.-С.93-96.

46. Зольников, В.К. Исследование нелинейных процессов в полупроводниковых структурах в импульсных полях гамма-излучений большой мощности [Текст] В.К. Зольников В.П. Крюков оптимизация Математическое моделирование, компьютерная технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса. Межвуз. сб. науч. тр., Вып.

47. Часть I Воронеж. изд.ВГЛТА, 2002,-С. 201-205.

48. Николаевский, И.Ф. Параметры и предельные режимы работы транзисторов [Текст] И.Ф. Николаевский, Д.В. Игумнов М.: Совеское радио, 1971.-384 с. 132

49. Вавилов, B.C. Действие излучения на полупроводники: Учебное пособие [Текст] В,С.Вавилов, Н,П. Кекелидзе, Л.С. Смирнов М.: Наука, 1988. 192 с.

50. Ферри, Д. Электроника ультробольших интегральных схем [Текст] Д. Ферри, Л. Эйкерс, Э, Гринич М,: Мир, 1991, 327 с.

51. Коршунов, Ф.П. Воздействие радиации на интегральные микросхемы. [Текст] Ф.П. Коршунов, Ю.В. Богатырев, В.А.Вавилов Минск: Наука и техника, 1986, 254с,

52. Агаханян, Т,М, Радиационные эффекты в интегральных микросхемах [Текст] /Нод ред, Т,М,Агаханяна, М,:Энергоатомиздат, 1989, 256 с,

53. Вавилов, B.C. Действие излучений на полупроводники. [Текст] В.С, Вавилов М,:Атомиздат, 1974, 232 с.

54. Климов, В,Е, Разработка САНР: В 10 кн. Книга

55. Графические системы САПР [Текст] Под ред, А,В, Петрова М.: Высшая школа, 1990. 142 с,

56. Артемьев, В,И, Разработка САПР: В 10 кн. Книга

57. Организация диалога в САПР [Текст] В.И. Артемьев, В.Ю. Строганов М,: Высшая школа, 1990.-162 с,

58. Кимель, Л,Р, Защита от ионизирующих излучений. Справочник [Текст] Л.Р, Кимель, В,П. Машкович М.: Атомиздат, 1972, 312 с,

59. Коледов, Л.А. Конструирование и технология микросхем [Текст] Л.А. Коледов, В.А. Волков, Н.Н, Докучаев и др. М.: Высшая школа, 1984, 216 с,

60. Бененсон, 3,М, Моделирование и оптимизация на ЭВМ радиоэлектронных устройств [Текст] 3,М, Бененсон, М.Р. Елистратов, Л.К, Ильин и др. Под ред. З.М, Бененсон М,: Радио и связь, 1981. -272 с. 134

61. Влах, И. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем [Текст] И. Влах, К. Сингхал. Пер. с англ. М.; Радио и связь, 1988. -560 с.

62. Толстых, Б.Л. Унифицированные интерактивные средства проектирования изделий электронной техники [Текст] Б.Л. Толстых, И.Л. Талов, В.Н. Харин и др. -М.: Радио и связь, 1984. -136с.

63. Данилюк, Г. Автоматизация поиска неисправностей на основе вероятностно-лингвистического метода диагностирования [Текст] Г. Данилюк, В.И. Зютин Информационные технологии в проектировании и производстве -1996 N3- 4 С59-64.

64. Зольников, В.К. Метод оценки стойкости интегральных схем к специальным факторам [Текст] В.К. Зольников, Е.А.Кузьмин, О.Н. Мануковский Специальная электроника. 1991. Сер 8. Вып. 1(37). 13-18.

65. Першенков, B.C. Поверхностные радиационные эффекты в элементах интегральных микросхем. [Текст] B.C. Першенков, В.Д. Попов, А.В. Шальнов М.:Этомэнергоиздат, 1988. 256с.

66. Машевич, П.Р. Логическая оптимизация блоков микропрограммного управления СБИС [Текст] П.Р.Машевич, В.К.Зольников //Юбилейная международная научно-техническая конференция «50 лет модулярной арифметике». Сборник материалов конференции, М. 2005. 25-30

67. Машевич, П.Р. Структурная декомпозиция блоков микропрограммного управления СБИС [Текст] П.Р.Машевич, В.К.Зольников Юбилейная международная научно-техническая конференция «50 лет модулярной арифметике». Сборник материалов конференции, М. 2005. 16-24

68. Потапов И.П. Современное состояние проектирования элементной базы [Текст] И.П.Потапов, А.В. Ачкасов Информационные технологии моделирования и управления. 2005. 7(25). С 1039 1042. 135

69. Зольников В.К. Задачи автоматизации нроектирования современной радиационно-стойкой элементной базы [Текст] В.К.Зольников, А.В.Ачкасов Труды всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы» Воронеж. Воронежский государственный технический университет. -2005. -С. 61-62.

70. Потанов И.П. Средства автоматизации нроектирования радаиционностойкой элементной базы [Текст] И.П.Потанов, А.В.Ачкасов, В.К.Зольников Вонросы атомной науки и техники. Серия 8. 2006. ВЫН.1-2.-С.147-149.

71. Крюков В.П. Проектирование радиационно-стойких изделий в САПР ИЭТ [Текст] В.П.Крюков, А.В.Ачкасов, И.П.Потапов Материалы Российской конференции «Стойкость-2006». Москва: МИФИ. 2006.С.127-128.

72. Машевич, П.Р. Элементная база модулярных и троичных ЭВМ [Текст] П.Р.Машевич, Д.Б.Малашевич Юбилейная международная научнотехническая конференция «50 лет модулярной арифметике». Сборник материалов конференции, М. 2005. 35-39.

73. Машевич, П.Р. Создание отечественной нромышленной технологии автоматизации разработки и изготовления СБИС [Текст] П.Р.Машевич, Ю.К.Фортинский Информационные технологии управления. 2005. 2(20). 301 306/

74. Машевич П.Р., Инструментальные средства автоматизации моделирования и нроектирования изделий микроэлектроники дизайн-центра. [Текст] П.Р. Машевич, В.К. Зольников, К.И. Танеро Воронеж: Воронежский государственный университет, 2006. 136

75. Ning Т.Н. Capture Cross Section and Trap Concentration of Holes in Silicon Dioxide J. Appl. Phys. 1976. Vol. 47, N 2. P. 1079-1081.

76. Johnson W.C. Mechanism of Charge Buildup in MOS Insulators IEEE Trans. Nucl. Sci. 1975. Vol. 22, N 6. P. 2144-2150.

77. Warren W.L., Shaneyfelt M.R., Fleetwood D.M. et al. Microscopic Nature of Border Traps in MOS Devices IEEE Trans. Nucl. Sci. 1994. Vol. 41, N 6. P. 1817-1827. 94. McWhorter P.J., Miller S.L., Miller W.M. Modeling the Anneal of RadiationInduced Trapped Holes in a Varying Thermal Environment IEEE Trans. Nucl. Sci. 1990. Vol. 37, N 6. P. 1682-1689.

78. Маклауд Дж. Сверхскоростные средства моделирования и имитаторы, значительно упрощающие отказ от моделирования. [Текст] Дж. Маклауд Электроника. 1988. N11.-С. 12 13.

79. Маклауд Дж. Средства моделирования фирмы Valid, ускоряющие и облегчающие временное анализ ИС. [Текст] Дж. Маклауд Электроника. 1988. N11, с. 22 24.

80. Межов В.Е., Интерактивные графические средства поддержки проектирования МЭА: Учеб. пособие. [Текст] В.Е. Межов, В.М. Питолин, Ю. А. Чевычелов, Н.А. Кононыхина Воронеж: Воронеж, гос. техн. ун-т. 1994. 104 с.

81. Креницкий А.Н. Подсистема ускоренной верификации тестов [Текст] А.П. Креницкий, В.Е. Межов, Г.В. Зизин Интеллектуальные информационные системы: Тез. докл. науч.-техн. конф. Воронеж: ВГТУ, 1999.-С.ЗО.

82. Хорюшин Д.Г. Моделирование эффекта разогрева, возникающего в элементной базе при воздействии радиации [Текст] Д.Г.Хорюшин, 137

83. Ачкасов А.В., Яньков А.И. Моделирование радиационных эффектов в КМОП приборах в САПР. [Текст] А.В.Ачкасов, А.И.Яньков Приводная техника. 2006. №6(64), 24 26.

84. Яньков А.И.. Исследования радиационной стойкости ИС серии 1867. [Текст] /А.И.Яньков Паучно-технический сборник «Радиационная стойкость электронных систем». -М.: МИФИ. 2004. 34,

85. Зольников В.К. Методика и результаты радиационных испытаний микроконтроллера 1874ВЕ36. [Текст] В.К. Зольников, А.И. Яньков Паучно-технический сборник «Радиационная стойкость электронных систем». -М.: МИФИ. 2004. 35.

86. Яньков А.И. Результаты радиационных иснытаний и сравнительный анализ диодов [Текст] А.И. Яньков и др. Паучно-технический сборник «Радиационная стойкость электронных систем». -М.: МИФИ. 2004.-C.36.

87. Зольников В.К., Методика расчета показателей стойкости изделий электронной техники при воздействии специальных факторов с характеристиками 7И1-7И8 для реальных условий эксплуатации. [Текст] В.К.Зольников, В.Г.Калинин, А.И. Яньков Воронеж. ФГУП ПИИЭТ. 2004.-24с.

88. Зольников В.К. Моделирование реакции изделий электронной техники при воздействии импульсных видов радиации [Текст] В.К.Зольников, А.И.Яньков Труды всероссийской конференции "Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах. Воронеж. Воронежский государственный технический университет. 2005. 67-68. 138

89. Яньков А.И. Методика расчета показателей стойкости ИЭТ при воздействии специальных факторов к реальным условиям эксплуатации [Текст] А.И. Яньков Межвузовский сборник научных трудов «Моделирование систем и информационные технологии».- Воронеж: Издательство «Научная книга» 2005. Вып.2. 181-182.

90. Яньков А.И. Моделирование воздействия импульсного излучения на элементную базу [Текст] А.И. Яньков Межвузовский сборник научных трудов «Моделирование систем и информационные технологии».- Воронеж: Издательство «Иаучная книга» 2006. Вып.З. 4 2 С 268-269.

91. Яньков А.И., Зольников В.К. Методика и результаты радиационных испытаний микропроцессора 1867ВЦ2Т [Текст] А.И. Яньков, В.К. Зольников Научно-технический сборник «Радиационная стойкость электронных систем Стойкость 2006». -М.: МИФИ. 2006. 59-60.

92. Яньков А.И., Методика радиационных испытаний ИС ОЗУ [Текст] А.И.Яньков, В.Г.Калинин Научно-технический сборник «Радиационная стойкость электронных систем Стойкость 2006». -М.: МИФИ. 2006.-С.183-184.

93. Яньков А.И. Результаты радиационных испытаний ИС ОЗУ 1642РГ1Р и 1642РК1У [Текст] А.И. Яньков, В.М.Олухов, Д.А.Ноздрин Научнотехнический сборник «Радиационная стойкость электронных систем Стойкость 2006». -М.: МИФИ. 2006. 232.

94. Нотапов И.П. Модели учета импульсных видов радиации для СБИС систем контроля безопасности [Текст] И.П.Нотапов, А.И.Яньков Материалы международной научно-практической конференции «Современные проблемы борьбы с преступностью. Радиотехнические 140 95. Выпуск 2.С.62. 120,Яньков А.И. Методы оценки стойкости СБИС, нрименяемых для систем контроля безопасности [Текст] А.И.Яньков конференции Материалы международной проблемы научно-практической с преступностью. «Современные науки». борьбы Радиотехнические Воронеж: Воронежский институт МВД. 2

97. Яньков А.И. Расчет радиационных эффектов в элементной базе. [Текст] А.И.Яньков, П.Р.Машевич Системы унравления и информационные технологии. 2006.-Хо1.1(23).-С.201-205. 141

98. Методика проектирования конструкторско-технологического базиса комплементарных микросхем двойного назначения.

99. Математическая модель ионизационного тока МОП структур, с учетом особенностей субмикронных технологий и температурного режима.

100. Математические модели переходных процессов в конструкциях КМОП-структур при радиационном воздействии с заданными, спектрально-энергетическими и амплитудно-временными характеристиками в соответствии с требованиями КГС «Климат-7».

101. Математические модели изменения выходных параметров типовых элементов от импульсного ионизирующего воздействия.

102. Алгоритмическая основа моделирования импульсного ионизирующего воздействия и программное обеспечение внедрены в ОАО «ВЗПП-С». Начальник конструкторско-технологического бюро, к.т.н. П.Ю.Коваленко