Технология КМОП КНИ перспективна для создания широкой номенклатуры радиочастотных аналого-цифровых приемо-передающих БИС, в том числе для производства аппаратуры космического назначения. Представлены результаты проектирования и исследований радиочастотных элементов библиотеки и набора функциональных блоков для отечественной технологии КМОП КНИ 180 нм. Библиотека элементов включает радиочастотные n -канальные МОП-транзисторы с частотой единичного усиления не менее 30 ГГц, МОП-варикапы, катушки индуктивности, конденсаторы, резисторы. Набор радиочастотных функциональных блоков включает усилители, генераторы, смесители, переключатели сигналов, делители частоты с рабочими частотами от 0,1 до 4 ГГц. Стойкость функциональных блоков к дозовому воздействию ионизирующего излучения составляет не менее 3·10 ед., тиристорный эффект и катастрофические отказы отсутствуют при воздействии тяжелых заряженных частиц с линейными потерями энергии до 80 МэВ·см/мг. Результаты исследований подтверждают возможность создания приемо-передающих БИС космического применения с рабочими частотами до 3 ГГц по отечественной технологии КМОП КНИ 180 нм.
-
Ключевые слова:
КМОП КНИ, радиочастота, характеризация, функциональный блок, приемопередатчик, радиационная стойкость, БИС, CMOS SOI, radio frequency, characterization, IP-block, transceiver, radiation environment, integrated circuit
-
Опубликовано в разделе:
Технологические процессы и маршруты
-
Библиографическая ссылка:
Исследования возможностей отечественной технологии КМОП КНИ 180 нм для создания радиочастотных приемо-передающих БИС космического назначения / Н.А. Усачев, В.В. Елесин, Г.Н. Назарова и др. // Изв. вузов. Электроника. - 2017. - Т. 22. - № 6. - С. 546-558. DOI: 10.214151/1561-5405-2017-22-6-546-558
Метелкин Игорь Олегович
АО «ЭНПО Специализированные электронные системы», г. Москва, Россия; Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Москва, Россия
1. Investigation of the possibility to develop radiation-hardness LSIs for navigational pur-poses according to the 0.35-μm domestic CMOS SOI technology / Elesin V.V., Nazarova G.N., Chukov G.V. et al. // Russian Microelectronics. – 2012. – Vol. 41. – No. 4. – P. 266–277.
2. Marshall A., Natarajan S. SOI design, analog, memory and digital techniques. – Kluwer Academic Publishers, 2003. – P. 393.
3. Shahidi G. SOI technology for the GHz Era // IBM J. Res. Develop. – 2002. – Vol. 46. – No. 2-3. – P. 121–132.
4. Андреев Д., Ковалева О., Копцев Д. Сверхвысокочастотные характеристики тран-зисторов, изготовленных по технологии кремний на изоляторе с длиной канала 180 нм // Наноиндустрия. – 2016. – №7 (69). – С. 94–100.
5. Комплекс методических и аппаратно-программных средств для тестирования и оценки показателей радиационной стойкости некорпусированных изделий ТСВЧЭ / К.М. Амбуркин, В.В. Елесин, Г.В. Чуков и др. // Междунар. форум «Микроэлектроника 2016» (г. Алушта, 26–30 сент. 2016 г.). – 2016. – С. 374–379.
6. Елесин В.В., Никифоров А.Ю., Телец В.А., Чуков Г.В. Комплекс методических, аппаратных и программных средств для автоматизированных исследований параметров полупроводниковых СВЧ ИС в условиях испытаний на радиационную стойкость // Спецтехника и связь. – 2011. – №4-5. – С. 28–32.
7. Gromov D.V., Polevich S.A., Elesin V.V. Test and measurement system for microwave semiconductor devices and IC investigation on radiation hardness // CriMiCo-2009: Conf. Proc. – 2009. – P. 730–731.
8. Rogers J., Plett C. Radio frequency integrated circuit design. – 2nd ed. – Norwood, MA: Artech House, 2010. – 513 p.
9. Elesin V.V., Nazarova G.N., Usachev N.A. Design of passive elements for monolithic sil-icon–germanium microwave ICs tolerant to ionizing radiation // Russian Microelectronics. – 2010. – P. 134–141.
10. The circuit and functional blocks for radiation-hard transceiver LSICs in SOI CMOS / G.N. Nazarova, V.V. Elesin, A.Yu. Nikiforov et al. // Russian Microelectronics. – 2016. – Vol. 45. – No. 1. – P. 68–76.
11. Rohde U.L., Kumar A., Bock G. The design of modern microwave oscillators for wire-less applications theory and optimization. – J. Wiley & Sons, 2005. – 543 p.
12. Development perspectives for radiation-hard SHF transmit/receive LSI’s for applications of SOI CMOS technology / G.N. Nazarova, V.V. Elesin, A.Yu. Nikiforov et al. // CriMiCo-2014: Conf. Proc. – 2014. – P. 856–857.
13. Елесин В.В., Назарова Г.Н. Оптимизация параметров СВЧ переключателей для монолитных фазовращателей и аттенюаторов // Электронная техника. Сер. 2. Полупро-водниковые приборы. – 2010. – №1 (224). – С. 7–11.
14. The new gamma irradiation facility at the National Research Nuclear University MEPhI / A.S. Artamonov, A.A. Sangalov, A.Y. Nikiforov et al. // IEEE Radiation Effects Data Work-shop. – 2014. – P. 258–261.
15. System-on-chip: specifics of radiation behavior and estimation of radiation hardness / O.A. Kalashnikov, P.V. Nekrasov, A.Yu. Nikiforov et al. // Russian Microelectronics. – 2016. – Vol. 45. – No. 1. – P. 33–40.
16. Ion beam diagnostics for SEE testing at U400M FLNR JINR cyclotron / V.A. Skuratov, Y.G. Teterev, V.B. Zager et al. // Proc. of RADECS-2012. – 2012.