автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Влияние инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС

На правах рукописи

БАШИН АРКАДИЙ ЮРЬЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА РАДИАЦИОННУЮ ДЕГРАДАЦИЮ БИПОЛЯРНЫХ

ИМС

05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2005г.

Работа выполнена в Московском инженерно-физическом институте (государственном университете).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Першенков Вячеслав Сергеевич.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Носов Юрий Романович.

кандидат технических наук Вавилов Владимир Алексеевич.

Ведущая организация:

ФГУП «РНИИКП».

Защита состоится 16 мая 2005 г. в 15.00 на заседании диссертационного совета Д212.130.02 при Московском инженерно-физическом институте (государственном университете) по адресу 115409, г. Москва, Каширское шоссе, д. 31.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИФИ.

Автореферат разослан апреля 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Петров Г. В.

Актуальность диссертации. Проблема определения уровня радиационной стойкости биполярных интегральных микросхем (ИМС), используемых в аппаратуре специального назначения, несмотря на долголетние исследования в этой области, до сих пор весьма актуальна.

Это связано, во первых, с постоянным совершенствованием технологии биполярных ИМС и как следствие появлением новых физических эффектов в биполярных структурах при воздействии ионизирующего излучения. За последние несколько лет произошло резкое снижение линейных размеров интегральных биполярных транзисторов (размер эмиттера в современной схеме может составлять 1x1 мкм2), вследствие чего радиационная деградация современных биполярных структур, особенно используемых в устройствах аэрокосмического назначения, определяется в основном поверхностными эффектами. Несмотря на то, что влиянию поверхностных эффектов на радиационную деградацию ИМС посвящено несколько работ, данный вопрос мало изучен. Поэтому решение проблемы прогнозирования радиационной деградации биполярных ИМС с учётом поверхностных эффектов является важной задачей.

Во вторых, ужесточились требования к самой специальной аппаратуре, где используются, в частности, биполярные ИМС. Так, срок службы систем космического назначения увеличился до 15 лет, что привело к необходимости внесения существенных корректировок в существующие методики прогнозирования. Повышенные требования предъявляются в настоящее время к достоверности и точности прогноза, вследствие постоянно возрастающей стоимости космических аппаратов.

Основная проблема прогнозирования радиационной деградации ИМС, работающих в условиях воздействия излучения космического пространства, состоит в необходимости учёта эффекта низкой интенсивности. Суть эффекта состоит в том, что при долговременной работе ИМС в условиях космического пространства происходит отжиг одних и накопление других дефектов, чего не наблюдается в лабораторных условиях при облучении ИМС излучением высокой интенсивности. Эффект проявляется в том, что при одинаковой суммарной поглощённой дозе биполярные ИМС деградируют в 2-2,5 раза сильнее под воздействием ионизирующего излучения низкой интенсивности (менее чем под воздействием излучения высокой интенсивности. Таким образом, для прогнозирования радиационной деградации биполярных ИМС, работающих в условиях воздействия излучения низкой интенсивности, необходимо или воздействие излучения аналогичной интенсивности в течение длительного времени (несколько лет), или выбор такого режима воздействия излучения высокой

интенсивности, который бы позволил за короткое время моделировать воздействие низкоинтенсивного излучения.

В последнее время серьёзной проблемой, имеющей много общего с прогнозированием долговременных эффектов в ИМС при длительных полётах космических аппаратов, стала, так называемая, проблема старения. Оказалось, что при длительном хранении ИМС их радиационная стойкость изменяется: две одинаковых биполярных ИМС, но с разными временами хранения, под воздействием ионизирующего излучения деградируют по-разному.

Для моделирования как эффекта низкой интенсивности, так и эффекта старения, в настоящее время используется воздействие повышенной температуры (от 80° С до 250° С) в течении некоторого времени (10-1000 часов). Соответственно, варьируя температуру и время выдержки при повышенной температуре, можно получить прогноз поведения биполярных ИМС в условиях излучения низкой интенсивности или после длительного хранения. Существующие на сегодняшний день методы моделирования имеют следующие недостатки:

1. Воздействие повышенной температуры в течение длительного времени приводит к изменению физических свойств биполярных ИМС ещё до воздействия на них радиационного излучения.

2. Вследствие воздействия повышенной температуры может произойти коррозия токопроводящей разводки кристалла.

3. Незначительное изменение температуры выдержки в процессе моделирования, которое может возникнуть вследствие отклонений в работе оборудования, ведёт к сильному искажению конечного результата.

4. Для моделирования длительного (10 и более лет) хранения биполярных ИМС время выдержки даже при высокой температуре (порядка 250° С) составляет приблизительно 1000 часов.

Воздействие повышенной температуры в настоящее время также широко применяется для отжига радиационных дефектов в биполярных ИМС. Термический отжиг проводится при температурах 100° С - 150° С в течение нескольких часов. Данному методу присущи недостатки, описанные выше.

Один из путей устранения указанных выше недостатков - замена выдержки при повышенной температуре на воздействие инфракрасного излучения. Несмотря на то, что взаимодействию инфракрасного излучения с полупроводником посвящено некоторое количество ранее опубликованных работ, влияние инфракрасного излучения на радиационную деграда-

цию биполярных ИМС до сих пор не исследовано. Поэтому разработка научно-технических основ использования инфракрасного излучения вместо повышенной температуры для моделирования эффекта низкой интенсивности, эффекта старения и отжига радиационных дефектов в биполярных ИМС представляется актуальным. В настоящей работе рассматриваются только биполярные ИМС, так как эффекты старения и воздействия излучения низкой интенсивности для биполярных ИМС изучены значительно меньше, чем для МОП ИМС. Кроме того, необходимо отметить, что хотя на сегодняшний день в специальной аппаратуре большинство компонентов построено по КМОП технологии, очень часто выход из строя подобной аппаратуры обусловлен отказом именно биполярных ИМС, входящих в её состав.

Целью данной диссертации является разработка научно-технических основ использования комбинированного воздействия инфракрасного излучения и различных электрических режимов, позволяющих исключить воздействие повышенной температуры на биполярные ИМС во время проведения экспериментов, необходимых для прогнозирования радиационной деградации ИМС, функционирующих в условиях излучения низкой интенсивности и после длительного хранения, во время проведения отжига поверхностных радиационных дефектов, а так же дающих возможность значительно сократить продолжительности данных экспериментов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Анализ существующих методов моделирования эффектов старения и низкой интенсивности в биполярных ИМС. а так же методов отжига радиационных дефектов.

2. Создание технологического оборудования, необходимого для проведения экспериментов, представленных в диссертации, и разработка методики проведения данных экспериментов.

3. Исследование влияния инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС.

4. Изучение кинетики отжига радиационных дефектов при помощи воздействия инфракрасного излучения.

5. Создание физической модели воздействия инфракрасного излучения на радиационный отклик биполярных ИМС.

6. Предложение научно-технических основ использования инфракрасного излучения вместо повышенной температуры, которые могут быть использованы при создании методов моделирования эффекта низкой интенсивности и эффекта старения в биполярных ИМС.

Научная новизна диссертации заключается в разработке принципов использования комбинированного воздействия инфракрасного излучения и различных электрических режимов вместо повышенной температуры для прогнозирования радиационной деградации биполярных ИМС в условиях низкоинтенсивного воздействия космического пространства и после длительного времени хранения. Применение комбинированного воздействия инфракрасного излучения и различных электрических режимов для моделирования вышеуказанных эффектов произведено впервые, и позволило исключить воздействие повышенной температуры на ИМС, а так же снизить продолжительность моделирования. Кроме того, был исследован отжиг радиационных дефектов в биполярных ИМС, основанный на использовании инфракрасного излучения. Так же, была разработана физическая модель влияния инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС. Необходимо отметить, что как методика проведения экспериментов по исследованию влияния инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС, так и всё необходимое оборудование были разработаны впервые. Полученные научные результаты представляются следующими:

1. Обнаружены новые эффекты, которые могут быть использованы для прогнозирования радиационной деградации биполярных ИМС, работающих в условиях излучения низкой интенсивности, и ИМС после длительного хранения. Так же, обнаруженные эффекты могут быть применены для отжига радиационных дефектов в биполярных ИМС.

2. Произведено сравнение результатов моделирования эффекта низкой интенсивности, полученных при помощи воздействия повышенной температуры, и при помощи комбинированного воздействия инфракрасного излучения и разных электрических режимов, показавшее, что моделирование эффекта низкой интенсивности при помощи инфракрасного излучения имеет меньшую продолжительность и при этом исключает воздействие повышенной температуры на ИМС. Аналогичное сравнение было произведено так же для моделирования эффекта старения.

3. В результате сравнения отжига радиационных дефектов в биполярных ИМС при помощи инфракрасного излучения и воздействия повышенной температуры было установлено, что в случае использования инфракрасного излучения отжиг дефектов имеет меньшую продолжительность и, кроме того, кинетику отжига легко контролировать посредством изменения электрических режимов.

4. На основе полученных экспериментальных данных была разработана физическая модель влияния комбинированного воздействия инфракрасного излучения и электрических режимов на радиационный отклик биполярных ИМС.

5. Создано технологическое оборудование, необходимое для проведения экспериментов по исследованию влияния инфракрасного излучения на радиационную стойкость биполярных ИМС, а так же разработана методика проведения подобных экспериментов.

Практическая значимость диссертации заключается в следующем:

1. Предложены научно-технические основы использования инфракрасного излучения, позволяющие исключить воздействие повышенной температуры на биполярные ИМС в процессе моделирования эффекта низкой интенсивности и эффекта старения, а так же повысить точность моделирования.

2. Исследован отжиг поверхностных радиационных дефектов в биполярных ИМС при помощи комбинированного воздействия инфракрасного излучения и разных электрических режимов.

3. Разработана методика исследования воздействия инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС.

4. Разработано оборудование для проведения вышеуказанных исследований, изготовленное на основе отечественных серийно выпускаемых узлов и компонентов.

5. По предложенным методикам проведены испытания ряда промышленных ИМС, изготовленных по биполярной технологии, подтвердившие возможность использования инфракрасного излучения вместо повышенной температуры для моделирования эффектов низкой интенсивности и старения, а так же отжига радиационных дефектов.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Методика экспериментальных исследований влияния инфракрасного излучения на радиационную деградацию дискретных биполярных транзисторов и биполярных транзисторов в составе ИМС.

2. Экспериментальные данные, подтверждающие влияние инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС, представляющие собой зависимости приращения тока базы биполярных транзисторов, подвергшихся комбинированному воздействию инфракрасного излучения и различных напряжений смещения перехода эмиттер-база, от суммарной поглощённой дозы ИМС.

3. Результаты сравнения деградации биполярных ИМС в условиях излучения низкой интенсивности и деградации аналогичных ИМС, для которых эффект низкой интенсивности моделировался при помощи инфракрасного излучения.

4. Физическая модель влияния комбинированного воздействия инфракрасного излучения и разных электрических режимов на радиационную деградацию биполярных ИМС.

5. Использование инфракрасного излучения для изучения кинетики отжига поверхностных радиационных дефектов в биполярных ИМС.

6. Полученные в ходе экспериментальных исследований результаты по температурной стабильности латентных дефектов возникших в биполярных ИМС вследствие инфракрасного предоблучения.

Апробация диссертации. Основные результаты диссертации докладывались на ежегодной всероссийской конференции «Радиационная стойкость» (НИИП, г. Лыткарино, 2000-2004), ежегодной Научной сессии МИФИ (2000-2004), конференции «Влияние внешних воздействующих факторов на элементную базу аппаратуры авиационной и космической техники» (2003), ежегодной Европейской конференции RADECS (2003), ежегодной Американской конференции IEEE NSREC (2001-2002).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 5 статей.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка цитируемой литературы из 73 наименований. Работа изложена на 114 страницах, содержит 48 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В диссертации были решены следующие задачи: 1. Проведён анализ публикаций, посвященных моделированию эффектов низкой интенсивности и старения, и отжигу радиационных дефектов в биполярных ИМС, показавший, что в настоящее время наибольшее распространение имеют методы, основанные на использовании повышенной температуры, и имеющие следующие недостатки:

Не существует общей методики моделирования эффектов низкой интенсивности и старения в биполярных ИМС, позволяющей существенно сократить длительность моделирования, повысить его точность, и выработать единый стандарт проведения экспериментов по моделированию этих эффектов.

• Для моделирования эффектов низкой интенсивности и старения биполярные ИМС подвергаются длительной (до 1000 часов) выдержке при повышенной (150 °С-250 °С) температуре.

• Существующие методики имеют недостаточную точность моделирования.

• До сих пор не существует чёткой физической модели воздействия повышенной температуры на биполярные ИМС, и взаимосвязи такого воздействия с последующей радиационной деградацией прибора.

2. Проанализированы характеристики серийно выпускаемых отечественных источников инфракрасного излучения, в результате чего установлено, что наиболее полно всем требованиям, предъявляемым к данному источнику в условиях настоящей работы, соответствует светодиод АЛ-119, широко используемый в ряде промышленных устройств. Обладая мощностью излучения, равной 40 мВт/см2 , светодиод потребляет ток 300 мА при напряжении 3 В. Это позволяет изготавливать матрицы светодиодов (два и более) с низким энергопотреблением, что особенно важно в условиях работы на борту космического аппарата (где такая матрица может быть использована для быстрого отжига радиационных дефектов в отдельных ИМС, не используемых в данный период времени) или в составе мобильных лабораторий. Длина волны излучения светодиода составляет примерно 930-960 нанометров, что соответствует энергии фотона равной приблизительно 1,2 эВ. Основываясь на полученных в ряде работ значениях энергий активации процессов, ответственных за эффекты старения и низкой интенсивности, можно предположить, что фотон с энергией, равной 1,2 эВ способен заменить воздействие повышенной температуры для ускорения данных процессов. Габаритные размеры светодиода АЛ-119 составляют 5мм х 3 мм, а угол выхода инфракрасного излучения 55 градусов. Таким образом, конфигурация матрицы светодиодов может варьироваться в широких пределах, а её изготовление не требует точного оборудования.

3. Проведены эксперименты по исследованию влияния комбинированного воздействия инфракрасного излучения и разных электрических режимов на начальные зависимости тока базы от напряжения эмиттер-база и тока коллектора от напряжения эмиттер-база, и на радиационную деградацию биполярных ИМС.

Установлено, что данное комбинированное воздействие не оказывает влияния на исходные электрические характеристики биполярных ИМС. Ток коллектора, контролируемый при проведении каждого эксперимента, так же оставался неизменным.

Дальнейшие эксперименты показали, что инфракрасное предоблу-чение оказывает сильное влияние на радиационную деградацию как дискретных биполярных транзисторов, так и биполярных ИМС. В результате исследования экспериментально полученных данных было установлено,

что в случае, если биполярные ИМС подвергаются воздействию инфракрасного излучения при подаче на переход эмиттер-база напряжения обратного или нулевого смещения, их радиационная деградация возрастает приблизительно в 1,8-2,2 раза, в то время как при одновременном воздействии инфракрасного излучения и напряжения прямого смещения имеет место ослабление радиационной деградации в 1,7-2 раза (рис. 1).

Рис. 1. Зависимости приращения тока базы биполярных транзисторов от суммарной поглощённой дозы для случаев различного смещения перехода эмиттер-база во время инфракрасного предоблучения

Рис.2. Зависимости приращения тока базы биполярных транзисторов от суммарной поглощённой дозы для случаев различного смещения перехода эмиттер-база во время инфракрасного предоблучения

Была разработана физическая модель влияния комбинированного воздействия инфракрасного излучения и напряжения смещения перехода эмиттер-база на радиационную деградацию биполярных транзисторов. Согласно ей, изменение радиационной деградации биполярных ИМС вследствие комбинированного воздействия инфракрасного излучения и краевого электрического поля связано с переходом части нейтральных Е' центров вида эОн81 , находящихся в толстом пассивирующем окисле бипо-

лярных транзисторов, к дипольной конфигурации, имеющей вид БЬЮз.

Сечения захвата радиационно-индуцированного заряда в окисле для различных конфигураций Е' центра составляют 1015 - 10"16 см для нейтральной конфигурации и см2 для дипольной конфигурации.

Очевидно, что дипольные Е' центры имеют существенно большее, по сравнению с нейтральными Е' центрами, сечение захвата радиационно-индуцированного заряда в окисле. Следовательно, в случае перехода под действием инфракрасного излучения части Е' центров, имеющих диполь-ную конфигурацию зО=81+ ~81зОз , к нейтральной конфигурации зО^Б! 8:иЮз, происходит снижение радиационной деградации биполярных транзисторов.

Направление перехода Е' центров (от нейтральной конфигурации к дипольной, или от дипольной к нейтральной) определяется значением напряжения смещения, приложенного к переходу эмиттер-база во время воздействия инфракрасного излучения, или, иными словами, напряжённостью краевого электрического поля в окисле над переходом эмиттер-база. В частности, присутствие в окисле краевого электрического поля, имеющего высокую напряжённость, приводит к оптически стимулированному переходу части Е' центров от нейтральной конфигурации к дипольной, и, как следствие, к увеличению радиационной деградации биполярных транзисторов, в то время как краевое электрическое поле слабой напряжённости вызывает оптически стимулированный переход части Е' центров от ди-польной конфигурации к нейтральной, и снижению радиационной деградации транзисторов. Более детально влияние электрического поля будет рассмотрено ниже.

Более наглядно, эффект можно представить следующим образом: Инфракрасное излучение + сильное электрическое поле оптически стимулированный переход части Е' центров от нейтральной конфигурации к дипольной.

Инфракрасное излучение + слабое электрическое поле оптически стимулированный переход части Е' центров от дипольной конфигурации к нейтральной.

Известно, что энергия Е' центра описывается выражением вида

Г(х) = кх2 = С>2, (1)

где Сэя — 10-15 эВ/А2 -постоянная упругости решетки; х-изменение расстояния между атомами кремния. Каждый из атомов кремния совершает фононные колебания, вследствие чего расстояние между ними изменяется, при этом среднее расстояние между атомами в случае дипольной конфигурации дефекта меньше, чем в случае нейтральной конфигурации, так как противоположно заряженные атомы кремния испытывают кулоновское притяжение.

Зависимости энергии Е' центра от относительного расстояния между атомами кремния для дипольной и нейтральной конфигурации показаны на рис. 3.

-"1--—-----

---—3-5--------

Нейтральная конфигурация Дипольная конфигурация

а)

г

\ ч \ / ,

Ч Ч О Л /

£"15 //

/ ч

Ев и !

8 < 6 -с -с 2 060 0 0 2 0 А 0 6 0 8 1

л П Отнт :итеш,н жряпс| гхжие

—•— Нейтральная конфигурация А Дипопьная конфигурация

б)

Рис.3. Зависимости энергии Е' центра от относительного расстояния между атомами кремния дня случаев сильного (а) и слабого (б) краевого поля в окисле. Показаны зависимости для дипольной конфигурации и для нейтральной конфигурации Е' центра

При фиксированном электрическом поле в окисле существует равновесное количество дипольных и нейтральных Б' центров. Количество центров с дипольной конфигурацией при этом постоянно, как и количество центров с нейтральной конфигурацией. Изменение напряжённости электрического поля выводит систему из состояния термодинамического равновесия, вследствие чего часть Е' центров стремятся перейти к противоположной конфигурации, и фотоны инфракрасного излучения способны стимулировать переход части дипольных центров в нейтральное состояние, или, в зависимости от изменения напряженности электрического поля, части нейтральных в дипольные.

Система кинетических уравнений, описывающих переходы между двумя конфигурациями с разными энергиями, записывается в виде:

кТ

время

где полное количество дефектов

^Лх у

термически активированного перехода из неравновесного состояния в равновесное; Хо=1/уо, Уо=1012 с"1 -частота фононного колебания решетки.

В состоянии термодинамического равновесия выполняется равенство

где М^авн - равновесное количество Е' центров, имеющих дипольную конфигурацию; - равновесное количество нейтральных Е' центров.

Очевидно, что в равновесном состоянии доминирует конфигурация с меньшей энергией.

Время перехода из неравновесного состояния в равновесное для случая воздействия инфракрасного излучения определяется выражением

где - характерная частота оптоэлектронных переходов.

Увеличение скорости перехода системы в равновесное состояние при воздействии инфракрасного излучения обусловлено тем, что величина значительно меньше, чем используемая в аналогичном выражении

для термически активированных переходов между энергетическими состояниями, что, согласно (5), приводит к уменьшению времени установления равновесного состояния.

Влияние напряжённости краевого электрического поля в окисле на количество нейтральных и дипольных Е' центров объясняется исходя из следующих соображений. В ряде работ было установлено, что после процесса термического окисления кремния в пассивирующем окисле биполярного транзистора находятся дефекты, имеющие как нейтральную, так и дипольную конфигурацию. Как и у любого диполя, у Е' центра, имеющего дипольную конфигурацию вида существует дипольный мо-

мент, направленный от отрицательно заряженного атома кремния к положительно заряженному.

Ключевую роль в переходах Е' центра между двумя различными энергетическими конфигурациями играет направление дипольного момента, рассматриваемое относительно направления внешнего электрического поля в окисле. Необходимо отметить, что после термического окисления расположение дипольных Е' центров в окисле произвольно, однако в условиях данной работы можно ограничиться простейшей моделью, показанной на рис. 4.

6)

Рис. 4. Расположение Е' центров, имеющих дипольную конфигурацию, в области воздействия краевого электрического поля. Изображен случай расположения «по полю» (а), и «против поля» (б)

Как известно, дипольный момент равен

где q-электрический заряд; d- расстояние между заряженными атомами. Энергия диполя связана с дипольным моментом следующим соотношением:

где £ок - напряжённость внешнего электрического поля.

В случае, когда к переходу эмиттер-база приложено напряжение обратного смешения (в окисле над переходом эмиттер-база присутствует электрическое поле высокой напряженности), и дипольный момент Е' центра р направлен «по полю», произведение принимает положительный зиак, что, согласно (7), приводит к отрицательному изменению энергии диполя, и к увеличению энергетического барьера , который необходимо преодолеть Е' центру для перехода от нейтральной конфигурации к ди-польной. Графически данный процесс можно описать сдвигом вниз по оси ординат кривой, отображающей зависимость относительного расстояния от энергии для дипольного Е' центра, и, соответственно, подъёмом точки пересечения кривых, что означает увеличение энергетического барьера Ед (рис. 3, а). Согласно (5), увеличение Ед приводит к значительному замедлению процесса перехода нейтральных Е' центров в дипольное состояние. Если же дипольный момент направлен «против поля», изменение энергии дипольной конфигурации согласно (7) положительно, что приводит к уменьшению энергетического барьера между дипольной и нейтральной конфигурациями, и согласно (5), к ускорению оптически стимулированного перехода нейтральных Е' центров в дипольное состояние. Данному случаю соответствует подъём кривой дипольного Е' центра, и снижением точки пересечения двух кривых (рис. 3, а). Вследствие этого под действием фотонов инфракрасного излучения часть Е' центров переходит из нейтральной конфигурации в дипольную, обладающую большим сечением захвата радиационно-индуцированного заряда. Это, в свою очередь, вызывает усиление радиационной деградации биполярных транзисторов.

Значительное снижение напряженности краевого электрического поля в окисле над переходом эмиттер-база, обусловленное приложением напряжения прямого смещения, приводит, согласно выражениям (6, 7), к положительному приращению энергии дипольных Е' центров, ориентиро-

Е--ре0к,

(7)

ванных «по полю» (и к снижению Ед), и к отрицательному приращению энергии дипольных Е' центров «против поля» (Ед возрастает). Данный процесс показан на рис. 3, б. Очевидно, что разность энергий между нейтральной и дипольной конфигурациями (Ев) в этом случае меняет свой знак на противоположный. Согласно выражениям (2, 3, 4), в случае присутствия в окисле над переходом эмиттер-база электрического поля слабой напряжённости, происходит оптически стимулированный переход части диполь-ных Е' центров в нейтральное состояние, причём, принимая во внимание выражение (5), можно сделать вывод, что в нейтральное состояние переходят дипольные Е' центры, ориентированные «по полю». Вследствие этого, радиационная деградация биполярных транзисторов, подвергшихся комбинированному воздействию инфракрасного излучения и напряжения прямого смещения перехода эмиттер-база, снижается.

Структура перехода эмиттер-база биполярного NPN транзистора показана на рис. 5, а.

Рис. 5. Линии напряжённости краевого электрического поля в окисле (5, а) над переходом эмиттер база в случае подачи на переход напряжения прямого (5, б) нулевого (5, в) и обратного (5, г) смещения. Знаки (хх) показывают границу р - п перехода в процессе измерения

Из рисунка видно, что линии напряжённости краевого электрического поля в окисле над переходом эмиттер-база начинаются на атомах доноров П+ эмиттера и заканчиваются на атомах акцепторов р базы.

Напряжённость электрического поля в окисле над переходом эмиттер-база минимальна в случае, если к переходу приложено напряжение прямого смещения, и максимальна, если переход обратно смещён. Чем вы-

ше напряжение обратного смещения, тем сильнее напряжённость краевого электрического поля. Рис. 5, б, в, г иллюстрирует изменение напряжённости электрического поля для случаев различных напряжений смещения. Область воздействия электрического поля в окисле увеличивается в случае приложения к переходу напряжения обратного смещения и уменьшается в случае подачи напряжения прямого смещения. Границы области пространственного заряда перехода эмиттер-база при напряжении смещения, равном 0,5-0,75 В, показаны на рисунке символами (х).

В случае, если к переходу эмиттер-база во время инфракрасного предоблучения подводится напряжение обратного или нулевого смещения, краевое электрическое поле распространяется в окисле на значительное расстояние. Вследствие этого, при измерении тока базы граница области пространственного заряда перехода эмиттер-база оказывается в районе действия краевого электрического поля и, следовательно, в районе повышенного количества Е' центров с дипольной конфигурацией, захвативших радиационно-индуцированный положительный заряд (рис 5, в, г), что приводит к росту радиационной деградации транзисторов. Если же на переход во время инфракрасного предоблучения подается напряжение прямого смещения, то электрическое поле распространяется на малое расстояние, и во время измерения тока базы граница области пространственного заряда располагается в области, которая подверглась ранее воздействию только инфракрасного излучения, без влияния электрического поля. Это означает, что на данном участке число Е' центров, имеющих дипольную конфигурацию, мало по сравнению с первоначальным значением вследствие их отжига инфракрасным излучением (Рис. 5, в), что обуславливает уменьшение приращения тока базы, вызванного воздействием ионизирующего излучения.

4. Исследована возможность применения инфракрасного предоблучения для моделирования эффекта старения в биполярных транзисторах. Основываясь на экспериментально установленном посредством метода Михана-Бринкмана значении энергии активации процессов, ответственных за эффект старения, равном 0,38 эВ, было выдвинуто предположение о возможности активации соответствующих процессов посредством инфракрасного излучения вместо повышенной температуры.

Известно, что хранение в течение длительного времени (или выдержка при повышенной температуре моделирующая такое время хранения) в случае биполярных ИМС приводит к снижению радиационной деградации. Из данных, приведённых на рис. 1,2, видно, что инфракрасное предоблучение при прямосмещённом переходе эмиттер-база приводит как

в случае РКР, так и в случае КРК транзисторов к ослаблению радиационной деградации приблизительно в 2 раза. Такое ослабление аналогично полученному вследствие выдержки при температуре 168 °С в течение 1000 часов.

Таким образом, использование воздействия инфракрасного излучения вместо повышенной температуры для моделирования эффекта старения в биполярных ИМС, имеет следующие преимущества: ИМС не подвергается воздействию повышенной температуры.

• Существенно сокращается время моделирования.

Значительно снижается сложность проведения экспериментов, так как

•

управляющим фактором является напряжение смещения, которое задать и поддерживать с высокой точностью проще, чем температуру.

Так же были проведены эксперименты по исследованию возможности моделирования эффекта низкой интенсивности в биполярных ИМС при помощи комбинированного воздействия инфракрасного излучения и напряжения обратного смещения перехода эмиттер-база. Для данных экспериментов были использованы матрицы биполярных транзисторов и операционные усилители, построенные по биполярной технологии. Было установлено, что воздействие инфракрасного излучения при обратном смещении переходов эмиттер-база биполярных транзисторов с последующим воздействием радиационного излучения высокой интенсивности, и воздействие излучения низкой интенсивности приводят к сопоставимой деградации биполярных ИМС.

Таким образом, комбинированное воздействие инфракрасного излучения и напряжения смещения перехода эмиттер-база может быть положено в основу единого метода тестирования радиационной стойкости биполярных ИМС обоих типов проводимости, работающих в условиях излучения низкой интенсивности и после длительного периода хранения. 5. Проведено исследование отжига поверхностных радиационных дефектов в биполярных ИМС при помощи инфракрасного излучения (инфракрасный отжиг).

Установлено, что напряжение смещения перехода эмиттер-база, приложенное во время воздействия инфракрасного излучения на ИМС, оказывает сильное влияние на кинетику отжига радиационных дефектов (рис.6).

Рис. 6. Зависимости приращения тока базы биполярных PNP транзисторов от времени воздействия. До момента 40 минут проводилось радиационное воздействие, а начиная с 40 минут до 80 минут -инфракрасный отжиг

Из рисунка видно, что инфракрасный отжиг наиболее эффективен в случае приложения напряжения прямого смещения к переходу эмиттер -база транзистора во время воздействия инфракрасного излучения. По мере увеличения напряжения обратного смещения скорость отжига падает. При значениях напряжения обратного смещения, близких к напряжению лавинного пробоя перехода эмиттер-база, отжиг практически прекращается. Проведённые исследования показали, что качественно инфракрасный отжиг протекает одинаково для транзисторов обоих типов проводимости. 6. Исследована температурная стабильность системы дипольных и нейтральных Е' центров, образовавшейся в пассивирующем окисле биполярных транзисторах вследствие комбинированного воздействия инфракрасного излучения и напряжения смещения перехода эмиттер-база.

Установлено, что воздействие повышенной температуры на транзисторы, прошедшие инфракрасное предоблучение, приводит к изменению соотношения количества нейтральных и дипольных Е' центров, вследствие чего радиационная деградация транзисторов приближается к исходной. При достаточно высоких температурах деградация транзисторов, прошедших воздействие инфракрасного излучения, становится эквивалентной радиационной стойкости образцов, не подвергавшихся подобному воздействию.

Показано, что имеется некоторый узкий температурный диапазон, в пределах которого происходит резкий сдвиг характеристик транзисторов. Данный диапазон составляет 85 °С-95 °С для КРК транзисторов (рис. 7), и 80 °С-90 °С для РКР транзисторов (рис. 9).

Рис. 7. Относительный сдвиг характеристик биполярных КРК транзисторов, подвергшихся инфракрасному предоблучению в зависимости от последующей температуры хранения в течение 30 минут

40 60 80 100 120 140 160

Tmnepaiypa, °с

Рис.8. Относительный сдвиг характеристик биполярных PNP транзисторов, подвергшихся инфракрасному предоблучению в зависимости от последующей температуры хранения в течение 30 минут

Основываясь на полученных значениях температуры резкого сдвига характеристик биполярных транзисторов, была рассчитана энергия активации данного отжига:

где к -константа Больцмана; Iотжига -время изохронного отжига (в данном случае оно составляет 30 минут); - температура резкого изменения приращения тока базы от суммарной поглощённой дозы относительно первоначального значения; То=1/уа; у^Ю12 с'1 -частота фононного колебания решетки. Энергия активации процесса приблизительно равняется 1,08-1,1 эВ. Данный результат подтверждает верность физической модели влияния инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных транзисторов, предложенной в данной работе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основная задача диссертации заключалась в разработке новых научно-технических основ применения инфракрасного излучения, которые могли бы быть использованы при создании методов прогнозирования радиационной деградации биполярных ИМС, работающих в условиях воздействия излучения космического пространства, или иными словами, в условиях воздействия ионизирующего излучения низкой интенсивности, а так же биполярных ИМС, которые длительное время не эксплуатировались. Причём, эти методы должны были быть лишены тех недостатков, которые присущи существующим на сегодняшний день и широко используемым методам. С этой целью необходимо было исследовать воздействие инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС, и установить связь изменения радиационной деградации вследствие воздействия инфракрасного излучения с различными режимами его воздействия. Кроме того, в диссертации исследовался отжиг радиационных дефектов в биполярных ИМС при помощи воздействия инфракрасного излучения.

Основные результаты диссертации представляются следующими: 1. Проведено исследование влияния инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС. Показано, что инфракрасное излучение оказывает сильное воздействие на радиационную деграда-

цию биполярных ИМС, и при этом не оказывает влияния на их исходные характеристики, такие как зависимость тока базы от напряжения эмиттер-база и зависимость тока коллектора от напряжения эмиттер-база. Изменение радиационной деградации происходит качественно одинаково для биполярных ИМС обоих типов проводимости, причём возможно как усиление деградации, так и её ослабление, в зависимости от напряжения смещения перехода эмиттер-база, приложенного во время воздействия инфракрасного излучения. Так же, изменение радиационной деградации не зависит от типа изоляции биполярных ИМС. Обработку ИМС инфракрасным излучением возможно включить в уже существующие технологические циклы, например, на этапе кор-пусирования кристалла.

2. Создано оборудование для проведения экспериментов по исследованию влияния инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС. Кроме того, разработана методика проведения данных экспериментов.

3. Подробно исследован эффект влияния напряжения смещения, поданного на переход эмиттер-база биполярных ИМС во время инфракрасного предоблучения, на изменения радиационной деградации. Установлено, что в случае, когда на переход во время инфракрасного пре-доблучения подаётся напряжение прямого смещения (или иными словами, когда краевое электрическое поле в окисле над переходом эмиттер-база имеет слабую напряжённость), радиационная деградация биполярных ИМС обоих типов проводимости снижается в 1,8 - 2,2 раза. Если же во время инфракрасного предоблучения на переход эмиттер-база подаётся напряжение обратного смещения (напряжённость краевого электрического поля в окисле над переходом высокая), происходит усиление радиационной деградации в 1,9 - 2,4 раз.

4. Предложены научно-технические принципы использования комбинированного воздействия инфракрасного излучения и различных напряжений смещения, которые могут быть положены в основу единого метода моделирования эффекта низкой интенсивности и эффекта старения в биполярных ИМС.

5. Проведено сравнение существующих методов моделирования эффекта низкой интенсивности и эффекта старения с методами, основанными на использовании инфракрасного излучения. Показано, что в случае использования инфракрасного излучения, значительно сокращается время, требуемое для проведения экспериментов, и биполярные ИМС не подвергаются воздействию повышенной температуры.

6. Исследован отжиг поверхностных радиационных дефектов при помощи воздействия инфракрасного излучения. Установлено, что напряжение смещения, приложенное к переходу эмиттер-база, оказывает сильное влияние на эффективность отжига. В частности, если во время инфракрасного отжига к переходу эмиттер-база приложено напряжения прямого смещения, он наиболее эффективен, а в случае, если приложено напряжение обратного смещения, эффективность значительно снижается. Сравнение инфракрасного и высокотемпературного отжига поверхностных радиационных дефектов в биполярных ИМС показало, что инфракрасный отжиг в случае прямосмещённого перехода эмиттер-база происходит значительно быстрее, чем термический отжиг при 150 °С.

7. Основываясь на полученных результатах, была разработана физическая модель воздействия инфракрасного излучения на биполярные ИМС

8. Экспериментальным путём была определена энергия активации перехода Е' центра из одного энергетического состояния в другое (имеется в виду нейтральное и дипольное состояния). Исходя из полученного значения, равного приблизительно 1 эВ, стало возможным сделать вывод о правомерности физической модели, объясняющей влияние инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС.

Основные положения и результаты диссертации представлены в

работах:

1. Effect of aging on radiation Response of Bipolar Transistors /V. S. Per-shenkov, A. Y. Slesarev, A. V. Sogoyan, V. V. Belyakov, V. B. Kekukh, A. Y. Bashin, D. V. Ivashin // IEEE Trans. Nucl. Sci. - 2001.-V. NS-48. -P. 1550-1553.

2. Effect of emitter-base bias during pre-irradiation infrared illumination on radiation response ofbipolar transistors / V. S. Pershenkov, A. Y. Bashin, G. I. Zebrev, S. V. Avdeev, V. V. Belyakov, V. N. Ulimov, V. V. Emeli-anov // IEEE Trans. Nucl. Sci. - 2002.-V. NS-49. - P.2998-3001.

3. Першенков В. С, Кекух В. Б., Башин А. Ю. Эффект изменения составляющей объёмных рекомбинационных потерь в биполярном транзисторе под воздействием низкоэнергетического рентгеновского излучения // сб. Радиационная стойкость электронных систем. - 2000. - №2. -С. 131-133.

4. Влияние частоты переключений на радиационную стойкость МОП транзисторов / И. Н. Швецов-Шиловский, В. С. Першенков, В. В. Беляков, Г. И. Зебрев, А. Ю. Башин, Д. В. Ивашин // сб. Радиационная стойкость электронных систем. - 2001. - №4. - С. 135-136.

5. Башин А. Ю., Першенков В. С. Влияние комбинированного воздействия инфракрасного излучения и различных электрических режимов на радиационную стойкость биполярных транзисторов // сб. Радиационная стойкость электронных систем. - 2003. - №4. - С. 156-158.

6. Использование инфракрасного излучения для моделирования эффекта низкой интенсивности в биполярных PNP транзисторах / А. Ю. Башин, Г. И. Зебрев, В. С. Першенков, Д. Ю. Павлов // сб. Радиационная стойкость электронных систем. - 2004. - №2. - С. 147-148.

7. Башин А. Ю., Першенков В. С. Отжиг радиационно-индуцированных дефектов в биполярных NPN транзисторах при помощи инфракрасного излучения // Сборник трудов Научной сессии МИФИ-2004. - М. - 2004. -Т.1.-С.100-101.

8. Башин А. Ю., Першенков В. С. Влияние смещения перехода эмиттер-база в процессе облучения инфракрасным светом на радиационный отклик биполярного транзистора // Сборник трудов Научной сессии МИФИ-2003.-М.-2003. -Т.1. -С.118-119.

9. Башин А. Ю., Першенков В. С. Влияние инфракрасного излучения на радиационный отклик биполярных и МОП транзисторов // Сборник трудов Научной сессии МИФИ-2003. - М. - 2003. - ТЛ. - С.102-103.

10. Башин А. Ю., Першенков В. С. Влияние инфракрасного излучения на начальные характеристики биполярных ИМС // Сборник трудов Научной сессии МИФИ-2001. - М. - 2001. - Т.1. - С.112-113.

11. Башин А.Ю., Першенков B.C. Инфракрасный отжиг радиационно-индуцированных дефектов в биполярных PNP транзисторах // Сборник трудов Научной сессии МИФИ-2000. - М. - 2000. - Т.1. - С. 118-119.

12. Использование предварительной обработки ультрафиолетовым и инфракрасным излучением для диагностики радиационного отклика биполярных и МОП-транзисторов / В. С. Першенков, С. В. Авдеев, В. В. Беляков, Д. В. Ивашин, А. Ю. Башин, Г. И. Зебрев // Вопросы атомной науки и техники. - 2002. - №4. - С. 107-108.

13. Влияние старения на радиационный отклик биполярных транзисторов / В. С. Першенков, А. Ю. Слесарев, А. В. Согоян, В. В. Беляков, В. Б. Кекух, А. Ю. Башин, Д. В. Ивашин // Вопросы атомной науки и техники. - 2002. - №4. - С. 133-135.

14. Башин А. Ю., Зебрев Г. И., Першенков В. С. Использование инфракрасного излучения для моделирования эффекта низкой интенсивности в биполярных NPN транзисторах // Вопросы атомной науки и техники. -2004. -№4.-С. 36-38.

05.27

Подписано в печать 24.03.2005 г. Формат 60 х 90/16. Объем 1.0 п.л. Тираж 75 экз. Заказ № 2403051

Оттиражировано в ИП Гурбанов Сергей Талыбович Св. о регистрации № 304770000207759 от 09 июня 2004 года ИНН 770170462581

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

1.1. Эффект низкой интенсивности излучения.

1.2. Эффект старения.

1.3. Недостатки существующих методов моделирования эффектов низкой интенсивности и старения.

Постановка задачи.

ГЛАВА 2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭФФЕКТА НИЗКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ В БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ.

2.1. Методика проведения экспериментов.

2.2. Источник инфракрасного излучения.

2.3. Технические средства проведения экспериментов.

2.4. Исследование характеристик биполярных PNP транзисторов после воздействия инфракрасного излучения.

2.5. Исследование характеристик биполярных NPN транзисторов после воздействия инфракрасного излучения.

2.6. Исследование зависимости радиационной деградации биполярных PNP транзисторов с ЭПИК изоляцией от режима инфракрасного предоблучения.

2.7. Исследование зависимости радиационной деградации биполярных NPN транзисторов от режима инфракрасного предоблучения.

2.8. Моделирование эффекта низкой интенсивности в биполярных ИМС при помощи инфракрасного излучения.

2.9. Физическая модель изменения радиационной деградации биполярных транзисторов вследствие инфракрасного предоблучения

Выводы.

ГЛАВА 3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ВМЕСТО ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭФФЕКТА СТАРЕНИЯ В БИПОЛЯРНЫХ ИМС.

3.1. Сравнение моделирования эффекта старения при термическом воздействие и инфракрасном предоблучении для биполярных PNP транзисторов с ЭПИК изоляцией.

3.2. Сравнение методов моделирования эффекта старения в биполярных NPN транзисторах с SiC^ изоляцией.

Выводы.

ГЛАВА 4. ИНФРАКРАСНЫЙ ОТЖИГ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ В БИПОЛЯРНЫХ ИМС.

4.1. Методика проведения экспериментов.

4.2. Инфракрасный отжиг радиационных дефектов в биполярных PNP транзисторах.

4.3. Инфракрасный отжиг радиационных дефектов в биполярных NPN транзисторах.

4.4. Исследование «насыщения» инфракрасного отжига.

4.5. Сравнение инфракрасного и термического отжига радиационных дефектов в биполярных транзисторах.

Выводы.

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ СТАБИЛЬНОСТИ СИСТЕМЫ НЕЙТРАЛЬНЫХ И ДИПОЛЬНЫХ Е' ЦЕНТРОВ, ВОЗНИКШЕЙ В БИПОЛЯРНЫХ ИМС ВСЛЕДСТВИЕ ИНФРАКРАСНОГО ПРЕДОБЛУЧЕНИЯ

5.1. Выбор методики проведения эксперимента.

5.2. Исследование воздействия повышенной температуры на радиационную деградацию биполярных PNP транзисторов с ЭПИК изоляцией, подвергшихся инфракрасному предоблучению.

5.3. Исследование температурной стабильности системы нейтральных и дипольных Е' центров в биполярных NPN транзисторах с SiC>2 изоляцией.

5.4. Оценка энергии перехода Е' центров между разными энергетическими конфигурациями при отсутствии напряжения смещения перехода эмитгер-база.

Выводы.

Актуальность темы диссертации. Проблема определения уровня радиационной стойкости биполярных интегральных микросхем (ИМС), используемых в аппаратуре специального назначения, несмотря на долголетние исследования в этой области, до сих пор весьма актуальна.

Это связано, во первых, с постоянным совершенствованием технологии биполярных ИМС и как следствие появлением новых физических эффектов в биполярных структурах при воздействии ионизирующего излучения. За последние несколько лет произошло резкое снижение линейных размеров интегральных биполярных транзисторов (размер эмиттера в современной схеме может составлять 1x1 мкм2), вследствие чего радиационная деградация современных биполярных структур, особенно используемых в устройствах аэрокосмического назначения, определяется в основном поверхностными эффектами. Несмотря на то, что влиянию поверхностных эффектов на радиационную деградацию ИМС посвящено несколько работ, данный вопрос мало изучен. Поэтому решение проблемы прогнозирования радиационной деградации биполярных ИМС с учётом поверхностных эффектов является важной задачей.

Во вторых, ужесточились требования к самой специальной аппаратуре, где используются, в частности, биполярные ИМС. Так, срок службы систем космического назначения увеличился до 15 лет, что привело к необходимости внесения существенных корректировок в существующие методики прогнозирования. Повышенные требования предъявляются в настоящее время к достоверности и точности прогноза, вследствие постоянно возрастающей стоимости космических аппаратов.

Основная проблема прогнозирования радиационной деградации биполярных ИМС, работающих в условиях воздействия излучения космического пространства, состоит в необходимости учёта эффекта низкой интенсивности. Суть эффекта состоит в том, что при долговременной работе

ИМС в условиях космического пространства происходит отжиг одних и накопление других дефектов, чего не наблюдается в лабораторных условиях при облучении ИМС излучением высокой интенсивности. Эффект проявляется в том, что при одинаковой суммарной поглощённой дозе биполярные ИМС деградируют в 2-2,5 раза сильнее под воздействием ионизирующего излучения низкой интенсивности (менее 10 рад/с^Юг)), чем под воздействием излучения высокой интенсивности. Таким образом, для прогнозирования радиационной деградации биполярных ИМС, работающих в условиях воздействия излучения низкой интенсивности, необходимо или воздействие излучения аналогичной интенсивности в течение длительного времени (несколько лет), или выбор такого режима воздействия излучения высокой интенсивности, который бы позволил за короткое время моделировать воздействие низкоинтенсивного излучения.

В последнее время серьёзной проблемой, имеющей много общего с прогнозированием долговременных эффектов в ИМС при длительных полётах космических аппаратов, стала, так называемая, проблема старения. Оказалось, что при длительном хранении ИМС их радиационная стойкость изменяется: две одинаковые биполярные ИМС, но с разными временами хранения, под воздействием ионизирующего излучения деградируют по -разному.

Для моделирования как эффекта низкой интенсивности, так и эффекта старения, используется воздействие повышенной температуры (от 80° С до 250° С) в течении некоторого времени (10-1000 часов). Соответственно, изменяя температуру и время выдержки при повышенной температуре, можно получить прогноз поведения биполярных ИМС в условиях низкой интенсивности или после длительного хранения. Существующие на сегодняшний день методы моделирования имеют следующие недостатки: —

1. Воздействие повышенной температуры в течение длительного времени приводит к изменению физических свойств биполярных ИМС ещё до воздействия на них радиационного излучения.

2. Вследствие воздействия повышенной температуры может произойти коррозия токопроводящей разводки кристалла.

3. Незначительное изменение температуры выдержки в процессе моделирования, которое может возникнуть вследствие отклонений в работе оборудования, ведёт к сильному искажению конечного результата.

4. Для моделирования длительного (10 и более лет) хранения биполярных ИМС время выдержки даже при высокой температуре (порядка 250° С) составляет приблизительно 1 ООО часов.

Воздействие повышенной температуры в настоящее время также широко применяется для отжига радиационных дефектов в биполярных ИМС. Термический отжиг радиационных дефектов проводится при температурах 100° С-150° С в течение нескольких часов. Данному методу отжига присущи недостатки, описанные выше.

Один из путей устранения указанных выше недостатков-замена выдержки при повышенной температуре на неразрушающее воздействие инфракрасного излучения. Несмотря на то, что взаимодействию инфракрасного излучения с полупроводником посвящено некоторое количество ранее опубликованных работ, влияние инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС до сих пор практически не исследовано. Поэтому разработка научно-технических основ использования инфракрасного излучения вместо повышенной температуры для моделирования эффекта низкой интенсивности, эффекта старения и отжига радиационных дефектов в биполярных ИМС является актуальным.

В представленной диссертации рассматриваются только биполярные ИМС, так как эффекты старения и воздействия излучения низкой интенсивности для биполярных ИМС изучены значительно меньше, чем для МОП ИМС. Кроме того, необходимо отметить, что хотя на сегодняшний день в специальной аппаратуре большинство компонентов построено по КМОП технологии, часто выход из строя подобной аппаратуры обусловлен отказом именно биполярных ИМС, входящих в её состав [1]. В настоящее время электронные устройства, в состав которых входят биполярные ИМС, наиболее широко используются в современных спутниковых энергосистемах, системах обработки сигналов и управления. Примерами являются операционные усилители, аналого-цифровые преобразователи, компараторы, цифро-аналоговые конвертеры, аналоговые ключи, мультиплексоры, стабилизаторы напряжения, источники опорного напряжения, модуляторы длительности импульса.

Целью данной диссертации является разработка научно-технических основ использования комбинированного воздействия инфракрасного излучения и различных электрических режимов, позволяющих исключить воздействие повышенной температуры на биполярные ИМС во время проведения экспериментов, необходимых для прогнозирования радиационной деградации ИМС, функционирующих в условиях излучения низкой интенсивности и после длительного хранения, во время проведения отжига поверхностных радиационных дефектов, а так же дающих возможность значительно сократить продолжительность данных экспериментов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: 1. Анализ существующих методов моделирования эффектов старения и низкой интенсивности в биполярных ИМС, а так же методов отжига радиационных дефектов.

2. Создание технологического оборудования, необходимого для проведения экспериментов, представленных в диссертации, и разработка методики проведения данных экспериментов.

3. Исследование влияния инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС.

4. Изучение кинетики отжига радиационных дефектов при помощи воздействия инфракрасного излучения.

5. Создание физической модели воздействия инфракрасного излучения на радиационный отклик биполярных ИМС.

6. Предложение научно-технических основ использования инфракрасного излучения вместо повышенной температуры, которые могут быть использованы при создании методов моделирования эффекта низкой интенсивности и эффекта старения в биполярных ИМС.

Научная новизна диссертации заключается в разработке принципов использования комбинированного воздействия инфракрасного излучения и различных электрических режимов вместо повышенной температуры для прогнозирования радиационной деградации биполярных ИМС в условиях низкоинтенсивного воздействия космического пространства и после длительного времени хранения. Применение комбинированного воздействия инфракрасного излучения и различных электрических режимов для моделирования вышеуказанных эффектов произведено впервые, и позволило исключить воздействие повышенной температуры на ИМС, а так же снизить продолжительность моделирования. Кроме того, был исследован отжиг радиационных дефектов в биполярных ИМС, основанный на использовании инфракрасного излучения. Так же, была разработана физическая модель влияния инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС.

Практическая значимость диссертации заключается в следующем:

1. Предложены научно-технические основы использования инфракрасного излучения, позволяющие исключить воздействие повышенной температуры на биполярные ИМС в процессе моделирования эффекта низкой интенсивности и эффекта старения, а так же повысить точность моделирования.

2. Исследован отжиг поверхностных радиационных дефектов в биполярных ИМС при помощи комбинированного воздействия инфракрасного излучения и разных электрических режимов.

3. Разработана методика исследования воздействия инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС.

4. Разработано оборудование для проведения вышеуказанных исследований, изготовленное на основе отечественных серийно выпускаемых узлов и компонентов.

5. По предложенным методикам проведены испытания ряда промышленных ИМС, изготовленных по биполярной технологии, подтвердившие возможность использования инфракрасного излучения вместо повышенной температуры для моделирования эффектов низкой интенсивности и старения, а так же отжига радиационных дефектов.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Методика экспериментальных исследований влияния инфракрасного излучения на радиационную деградацию дискретных биполярных транзисторов и биполярных транзисторов в составе ИМС.

2. Экспериментальные данные, подтверждающие влияние инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС, представляющие собой зависимости приращения тока базы биполярных транзисторов, подвергшихся комбинированному воздействию инфракрасного излучения и различных напряжений смещения перехода эмиттер-база, от суммарной поглощённой дозы ИМС.

3. Результаты сравнения деградации биполярных ИМС в условиях излучения низкой интенсивности и деградации аналогичных ИМС, для которых эффект низкой интенсивности моделировался при помощи инфракрасного излучения.

4. Физическая модель влияния комбинированного воздействия инфракрасного излучения и разных электрических режимов на радиационную деградацию биполярных ИМС.

5. Использование инфракрасного излучения для изучения кинетики отжига поверхностных радиационных дефектов в биполярных ИМС.

6. Полученные в ходе экспериментальных исследований результаты по температурной стабильности энергетического состояния Е' центров, возникших в окисле биполярных ИМС вследствие воздействия инфракрасного излучения.

Апробация результатов диссертации. Основные результаты диссертации докладывались на ежегодной всероссийской конференции «Радиационная стойкость» (НИИП, г. Лыткарино, 2000-2004), ежегодной Научной сессии МИФИ (2000-2004), конференции «Влияние внешних воздействующих факторов на элементную базу аппаратуры авиационной и космической техники» (2003), ежегодной Европейской конференции RADECS (2003), ежегодной Американской конференции IEEE NSREC (2001-2002).

Опубликованные результаты. По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 5 статей.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка цитируемой литературы из 73 наименований. Работа изложена на 114 страницах, содержит 48 рисунков.

Основные результаты диссертации представляются следующими: 1. Проведено исследование влияния инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС. Показано, что инфракрасное излучение оказывает сильное воздействие на радиационную деградацию биполярных ИМС, и при этом не оказывает влияния на их исходные характеристики, такие как зависимость тока базы от напряжения эмиттер-база и зависимость тока коллектора от напряжения эмиттер-база. Изменение радиационной деградации происходит качественно одинаково для биполярных ИМС обоих типов проводимости, причём возможно как усиление деградации, так и её ослабление, в зависимости от напряжения смещения перехода эмиттер-база, приложенного во время воздействия инфракрасного излучения. Так же, изменение радиационной деградации не зависит от типа изоляции биполярных ИМС. 06102 работку ИМС инфракрасным излучением возможно включить в уже существующие технологические циклы, например, на этапе корпусиро-вания кристалла.

2. Создано оборудование для проведения экспериментов по исследованию влияния инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС. Кроме того, разработана методика проведения данных экспериментов.

3. Подробно исследован эффект влияния напряжения смещения, поданного на переход эмиттер-база биполярных ИМС во время инфракрасного предоблучения, на изменения радиационной деградации. Было установлено, что в случае, когда на переход во время инфракрасного предоблучения подаётся напряжение прямого смещения (или иными словами, когда краевое электрическое поле в окисле над переходом эмиттер-база имеет слабую напряжённость), радиационная деградация биполярных ИМС обоих типов проводимости снижается в 1,8 - 2,2 раза. Если же во время инфракрасного предоблучения на переход эмиттер-база подаётся напряжение обратного смещения (напряжённость краевого электрического поля в окисле над переходом высокая), происходит усиление радиационной деградации в 1,9 - 2,4 раз.

4. Предложены научно-технические принципы использования комбинированного воздействия инфракрасного излучения и различных напряжений смещения, которые могут быть положены в основу единого метода моделирования эффекта низкой интенсивности и эффекта старения в биполярных ИМС.

5. Проведено сравнение существующих методов моделирования эффекта низкой интенсивности и эффекта старения с методами, основанными на использовании инфракрасного излучения. Показано, что в случае использования инфракрасного излучения, значительно сокращается время, требуемое для проведения экспериментов, и биполярные ИМС не подвергаются воздействию повышенной температуры.

6. Исследован отжиг поверхностных радиационных дефектов при помощи воздействия инфракрасного излучения. Установлено, что напряжение смещения, приложенное к переходу эмиттер-база, оказывает сильное влияние на эффективность отжига. В частности, если во время инфракрасного отжига к переходу эмиттер-база приложено напряжения прямого смещения, он наиболее эффективен, а в случае, если приложено напряжение обратного смещения, эффективность значительно снижается. Сравнение инфракрасного и высокотемпературного отжига поверхностных радиационных дефектов в биполярных ИМС показало, что инфракрасный отжиг в случае прямосмещённого перехода эмиттер-база происходит значительно быстрее, чем термический отжиг при 150 °С.

7. Основываясь на полученных результатах, была разработана физическая модель воздействия инфракрасного излучения на биполярные ИМС

8. Экспериментальным путём была определена энергия активации перехода Е' центра из одного энергетического состояния в другое (имеется в виду нейтральное и дипольное состояния). Исходя из полученного значения, равного приблизительно 1 эВ, стало возможным сделать вывод о правомерности физической модели, объясняющей влияние инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС.

Таким образом, результаты настоящей работы с одной стороны могут быть использованы для усовершенствования существующих методов прогнозирования радиационной стойкости биполярных ИМС, и отжига радиационных дефектов, поскольку в диссертации предложен ряд значительно более эффективных методов. С другой стороны, результаты работы могут быть непосредственно использованы при разработке и проектировании новых методов тестирования биполярных ИМС и отдельных этапов производства ИМС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Главная задача диссертации заключалась в разработке новых научно-технических основ применения инфракрасного излучения, которые могли бы быть использованы при создании методов прогнозирования радиационной деградации биполярных ИМС, работающих в условиях воздействия излучения космического пространства, или иными словами, в условиях воздействия ионизирующего излучения низкой интенсивности, а так же биполярных ИМС, которые длительное время не эксплуатировались. Причём, эти методы должны были быть лишены тех недостатков, которые присущи существующим на сегодняшний день и широко используемым методам. С этой целью необходимо было исследовать воздействие инфракрасного излучения на радиационную деградацию биполярных ИМС, и установить связь изменения радиационной деградации вследствие воздействия инфракрасного излучения с различными режимами его воздействия. Кроме того, в диссертации исследовался отжиг радиационных дефектов в биполярных ИМС при помощи воздействия инфракрасного излучения.

1. Radiation analysis of bipolar transistors and circuits / R. L. Pease, H. J. Tausch, H. D. Barnaby, R. D. Schrimpf, D. M. Schmidt // MRC/ABQ final report to NAVSURFWARCENDIV Crane -1995. P. 1764.

2. Response of advanced bipolar process to ionizing radiation / E. W. Enlow, R. L. Pease, W. E. Combs, R. D. Schrimpf, R, N. Nowlin // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1991-V. NS-38. - P.1342.

3. Trends in the Total-Dose Response of Modem Bipolar Transistors / R. N. Nowlin, E. W. Enlow, R. D. Schrimpf, W. E. Combs // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1992.—V. NS-39. - P.2026.

4. Hardness assurance and testing issues for bipolar/BiCMOS devices / R. N. Nowlin, D. M. Fleetwood, R. D. Schrimpf, R. L. Pease, W. E. Combs // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1993.-V. NS-40. - P. 1686.

5. Nowlin R. N., Fleetwood D. M., Schrimpf R. D. Saturation of the dose-rate response of BJTs below 10 rad(Si02)/s : implication for hardness assurance // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1994.-V. NS-41. - P.2637.

6. Башин А. Ю., Зебрев Г. И., Першенков В. С. Использование инфракрасного излучения для моделирования эффекта низкой интенсивности в биполярных NPN транзисторах // Вопросы атомной науки и техники. -2004. -№4. -С. 36-38.

7. Dose-rate effects on radiation-induced bipolar junction transistor gain degradation / A. Wei, S. L. Kosier, R. D. Schrimpf, D. M. Fleetwood, W. E. Combs // Applied Physic letter. 1994. - V. 65. - P. 1918.

8. Comparision of hot-carrier and radiation induced increases in base current in bipolar transistors / R. L. Pease, S. L. Koiser, R. D. Schrimpf, W. E. Combs, D. M. Fleetwood// IEEE Trans. Nucl. Sci. 1994.-V. NS-41. -P.2567.

9. Total dose effects on negative voltage regulator / J. Beaucour, T. Carriere, A. Gach, D. Laxague, P. Poirot // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1994-V. NS-41. -P.2420.

10. Использование инфракрасного излучения для моделирования эффекта низкой интенсивности в биполярных PNP транзисторах / А. Ю. Башин, Г. И. Зебрев, В. С. Першенков, Д. Ю. Павлов // сб. Радиационная стойкость электронных систем. 2004. - №2. - С. 147-148.

11. Lee С. I., Rax В. G., Johnston А. Н. Total ionizing dose effects on high resolution ( 12-/14-bit) analog-to-digital converter // IEEE Trans. Nucl. Sci. -1994.-V. NS-41.-P.2459.

12. Schrimpf R. D. Recent Advances in understanding total-dose dose effects in bipolar transistors // Proc. of the Second European Conference on Radiation and its Effects on Components and Systems RADECS-95. P.9.

13. Johnston A. H., Swift G. M., Rax B. G. Total dose effects in conventional bipolar transistors and linear integrated circuits // IEEE Trans. Nucl. Sci. -1994.-V. NS-41.-P.2427.

14. Dependence of total dose response of bipolar linear microcircuits on applied dose rate / S. H. McClure, R. L. Pease, W. Will, G. Peny // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1994.-V. NS-41. - P.2544.

15. IC's radiation effects modeling and estimation / V.V. Belyakov, A. I. Chumakov, A. Y. Nikiforof, V. S. Pershenkov, P. K. Skorobogatov, A. V. Sogoyan // Microelectronics Reliability. ~ 2000. V. 40. - P. 1997.

16. Hardness Assurance Considerations for Long-Term Ionizing Radiation Effects on Bipolar Structures / R. M. Hart, J. B. Smyth, V. A. vanLint, D. P. Snowden, R. E. Leaden // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1978.-V. NS-25. -P. 1502.

17. Johnston А. Н., Plaag R. Е. Models for total dose degradation of linear integrated circuits // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1987.-V. NS-34. - P.1474.

18. Bounding the total-dose response of modern bipolar transistors / S. L. Kosier, W. E. Combs, A. Wei, R. D. Sclirimpf, D. M. Fleetwood, M. DeLaus, R. L. Pease // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1994.-V. NS-41. - P.l864.

19. Pease R. L., Turfler R. M., Platteter D. G. Total dose effects in recessed field oxide digital bipolar microcircuits // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1983.-V. NS-30.-P.4216.

20. Fleetwood D. M., Schwank J. R., Riewe L. C. Radiation effects at low electric fields in thermal, simox, and bipolar-base oxides // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1996.-V. NS-43. - P.2537.

21. Modeling low-dose-rate effects in irradiated bipolar-base oxides / R. J. Graves, C. R. Cibra, R. D. Schrimpf, R. J. Milanowski, D. M. Fleetwood // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1998.-V. NS-45. - P.2352.

22. Use of MOS structures for the investigation of low-dose-rate effects in bipolar transistors / V. V. Belyakov, V. S. Pershenkov, A. V. Shalnov, I. N. Shvetzov-Shilovsky // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1995.-V. NS-42. - P.1660.

23. Johnston A. H., Rax B. G., Lee С. I. Enhanced damage in linear bipolar integrated circuits at low dose rate // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1995.-V. NS-42. -P. 1650.

24. The effect of emitter junction bias on the low-dose-rate radiation response of bipolar devices / V. S. Pershenkov, V. B. Maslov, S. V. Cherepko, I. N.

25. Shvetzov-Shilovsky, V. V. Belyakov, A. V. Sogoyan // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1997.-V. NS-44. - P.1840.

26. Comparison of ionizing-radiation-induced gain degradation in lateral, substrate, and vertical PNP BJTs / D. M. Schmidt, D. M. Fleetwood, R.D. Schrimpf, R. L. Pease // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1995.-V. NS-42. - P.1541.

27. Hardness-assurance issues for lateral PNP bipolar junction transistors / R. D. Schrimpf, R.J. Graves, D.M. Schmidt, D. M. Fleetwood, R. L. Pease, W. E. Combs // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1995.-V. NS-42. - P. 1641.

28. Radiation-induced gain degradation in lateral PNP BJTs with lightly and heavily doped emitters / A. Wu, R. D. Schrimpf, H. J. Barnaby, D. M. Fleetwood, R. L. Pease, S. L. Koiser// IEEE Trans. Nucl. Sci. 1997.-V. NS-44. - P.1914.

29. Cazenave P., Fouillat P., Montagner X. Total dose effects on gain controlled lateral PNP bipolar junction transistors // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1998.-V. NS-45. - P.2577.

30. Moderated degradation enhancement of lateral PNP transistors due to measurement bias / S. C. Witczak, R. D. Schrimpf, H. J. Barnaby, R. C. Lacoe, D. C. Mayer, K. F. Galloway, D. M. Fleetwood // IEEE Trans. Nucl. Sci. -1998.-V. NS-45. P.2644.

31. Pease R. L., Gehlhausen M. A. Elevated temperature irradiation of bipolar linear microcircuits // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1996.-V. NS-43. - P.3161.

32. Witczak S. C., Schrimpf R. D., Fleetwood D. M. Hardness assurance testing of bipolar junction transistors at elevated irradiation temperatures // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1997.-V. NS-44. - P.1989.

33. Evaluation of proposed hardness assurance method for bipolar linear circuits with enhanced low dose rate sensitivity / R. L. Pease, M. A. Gehlhausen, J. D. Kreig, L. M. Cohn // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1998.-V. NS-45. - P.2665.

34. Whorter P. J., Miller S. L., Miller W. M. Modeling the anneal of radiation-induced trapped holes in a varying thermal environment // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1990.-V. NS-37. - P. 1682.

35. Fleetwood D. M., Winokur P. S., Meisenheimer T. L. Hardness assurance for low-dose space applications // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1991.-V. NS-38. -P.1560.

36. Latent interface states buildup and its implications for hardness assurance / J. R. Schwank, D. M. Fleetwood, M. R. Shaneyfelt, P. S. Winokur // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1992.-V. NS-39. - P. 1953.

37. Mechanisms for total dose sensitivity to preirradiation thermal stress in bipolar linear microcircuits / R.L. Pease, M. R. Shaneyfelt, P. S. Winokur, D. M. Fleetwood, J. R. Gorelick // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1996.-V. NS-45. -P. 1425.

38. Effects of burn-in on radiation hardness / M. R. Shaneyfelt, D. M. Fleetwood, P. S. Winokur, J. R. Schwank, T. L. Meisenheimer // IEEE Trans. Nucl. Sci.- 1994.-V. NS-41. -P.2550.

39. Effects of reliability screens on MOS charge trapping / M. R. Shaneyfelt, P. S. Winokur, D. M. Fleetwood, J. R. Schwank // IEEE Trans. Nucl. Sci. -1996.-V. NS-43. P.865.

40. Effect of aging on radiation Response of Bipolar Transistors / V. S. Per-shenkov, A. Y. Slesarev, A. V. Sogoyan, V. V. Belyakov, V. B. Kekukh, A. Y. Bashin, D. V. Ivashin // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2001.-V. NS-48. -P.1550.

41. Phillip H. R. The IR optical properties of Si02 and Si02 layers on Si // J. Appl. Phys. 1979.- V.50. - P.1053:

42. Conley J. F., Lenahan P. M., Roitman P. S. Evidence for a deep electron trap and charge compensation in separation by implanted oxygen oxides // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1992.-V. NS-39. - P.2114.

43. Conley J. F., Lenahan P. M. Molecular hydrogen, E'-center, hole traps, and radiation-induced interface traps in MOS devices // IEEE Trans. Nucl. Sci. -1993-V. NS-40. P. 1335.

44. Conley J. F., Lenahan P. M., Lelis A. J. Electron spin resonance evidence that Ey centers can behave as switching oxide traps // IEEE Trans. Nucl. Sci.- 1995.-V. NS-42. P. 1744.

45. Башин А. Ю., Першенков В. С. Влияние комбинированного воздействия инфракрасного излучения и различных электрических режимов на радиационную стойкость биполярных транзисторов // сб. Радиационная стойкость электронных систем. 2003. - №4. - С. 156-158.

46. Башин А. Ю., Першенков В. С. Влияние смещения перехода эмиттер-база в процессе облучения инфракрасным светом на радиационный отклик биполярного транзистора // Сборник трудов Научной сессии МИФИ-2003. М. - 2003. - Т. 1. - С. 118-119.

47. Башин А. Ю., Першенков В. С. Влияние инфракрасного излучения на начальные характеристики биполярных ИМС // Сборник трудов Научной сессии МИФИ-2001. М. - 2001. - Т. 1. - С. 112-113.

48. Башин А. Ю., Першенков В. С. Влияние инфракрасного излучения на радиационный отклик биполярных и МОП транзисторов // Сборник трудов Научной сессии МИФИ-2003. М. - 2003. - Т. 1. - С. 102-103.

49. Богомолов А. Ю., Сидоров С. М., Усольцев А. Н. Приёмные устройства ИК систем. М.: Наука. 1988.- 120 с.

50. Зи С. Физика полупроводниковых приборов/ пер с англ. под ред. Р. А. Суриса. тт. 1-2. - М.: Мир, 1984.бО.Джоунопулос Д., Люковски Д. Физика гидрогенизированного кремния. -М.: Мир, 1988.-447 с.

51. Singh J., Madhukar A. Appl. Phys. Lett. 1981.- V.38. -P.884.

52. Johnson N. M., Biegelsen D. К., Moyer M. D. Physics of MOS insulators. -NY.: Pergamon, 1980. 311 p.

53. Tzou J., Sun Т., Sah C. Field dependence of two large hole capture cross section in thermal oxide on silicon // Appl. Phys. Lett. 1983 - V.43. - P.992.

54. Барабан А. П., Булавин В. В., Коноров П. П. Электроника слоев SiC>2 на кремнии Л.: Изд. Ленинградского ун-та, 1988. - 303 с.

55. Першенков В. С., Попов В. Д., Шальнов А. В. Поверхностные радиационные эффекты в ИМС М.: Мир, 1987. - 240 с.

56. Effect of aging on radiation Response of Bipolar Transistors / V. S. Per-shenkov, A. Y. Slesarev, A. V. Sogoyan, V. V. Belyakov, V. B. Kekukh, A. Y. Bashin, D. V. Ivashin // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2001.-V. NS-48. -P.1550-1553.

57. Влияние старения на радиационный отклик биполярных транзисторов / В. С. Першенков, А. Ю. Слесарев, А. В. Согоян, В. В. Беляков, В. Б. Ке-кух, А. Ю. Башин, Д. В. Ивашин // Вопросы атомной науки и техники. -2002.-№4. с. 133-135.

58. The nature of trapped hole annealing process / A. J. Lelis, H. E. Boesh, T. R. Oldham, F. B. McLean // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1989.-V. NS-36. -P.1808.

59. Pease R. L., Emily D. A., Boesh H. E. Total dose induced hole trapping and interface state generation in bipolar recessed field oxide // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1991.-V. NS-42. - P. 1612.

60. Башин А. Ю., Першенков В. С. Отжиг радиационно-индуцированных дефектов в биполярных NPN транзисторах при помощи инфракрасногоизлучения // Сборник трудов Научной сессии МИФИ-2004. М. - 2004. -Т.1. -С.100-101.

61. Башин А.Ю., Першенков B.C. Инфракрасный отжиг радиационно-индуцированных дефектов в биполярных PNP транзисторах // Сборник трудов Научной сессии МИФИ-2000. М. - 2000. - Т. 1. - С. 118-119.