Проведены исследования, направленные на выявление корреляции между нестабильностью технологического процесса производства радиационно стойких ИС и их радиационной чувствительностью. Рассмотрено влияние разброса параметров толщины и проводимости приборного слоя, параметров легирования активных областей, а также параметров исходных гетероструктур на разброс радиационной чувствительности ИС.
Описана базовая технология прогнозирования, оценки и контроля радиационной стойкости изделий микроэлектроники, которая подтвердила свою высокую эффективность на всех стадиях разработки и производства. Предложены основные направления развития базовой технологии, расширяющие сферу ее применения на условия космического пространства и на изделия новых перспективных технологий.
Приведены результаты разработки и исследований матричного фотоприемного устройства формата 320×240 элементов на основе фотодиодов из силицида платины для спектрального диапазона 3-5 мкм. Разработка выполнена целиком по КМОП-технологии. Показано, что матричное фотоприемное устройство имеет возможность регулировки времени накопления фотосигнала при фиксированной кадровой частоте и позволяет вычитать постоянную составляющую фона в выходном устройстве.
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.
Традиционные подходы к схемотехническому моделированию одиночных эффектов при воздействии тяжелых заряженных частиц (ТЗЧ) в КМОП СБИС, основанные на использовании двухэкспоненциальной модели импульса тока ионизационной реакции, оказываются не всегда применимыми при переходе к суб-100-нм проектным нормам. Представлен обзор основных подходов к решению двух главных задач, возникающих при схемотехническом моделировании одиночных эффектов в суб-100-нм СБИС: учет влияния электрического режима на процесс формирования импульса ионизационного отклика и учет собирания заряда с трека ТЗЧ несколькими чувствительными элементами. В качестве решения первой задачи предложены подходы, основанные на использовании кусочно-линейного задания импульса тока на основе TCAD-расчетов, сдвоенного двухэкспоненциального источника тока и источника тока, учитывающего электрический режим транзистора. Рассмотрены способы моделирования ионизационного отклика нескольких элементов от одной ТЗЧ на основе использования lookup-таблиц и аналитических моделей зависимости ионизационного отклика от места попадания частицы. Проведенный анализ современных подходов к моделированию эффектов сбоев и импульсов ионизационной помехи в КМОП-микросхемах позволяет заключить, что наиболее гибким и физически точным является подход, основанный на использовании источника тока, учитывающего электрический режим транзистора и встраиваемого в Verilog-A код исходной модели.
Рассмотрены условия формирования и методы выявления многократных сбоев в схемах статических оперативных запоминающих устройств от воздействия отдельных заряженных частиц космического пространства. Сформулированы задачи, решение которых необходимо для разработки бессбойной высоконадежной космической аппаратуры.
Предложена модель реакции импульсного стабилизатора напряжения на воздействие поглощенной дозы и отдельных ядерных частиц космического пространства. Показано, что модель позволяет определить степень влияния дозовой деградации и ионизационной реакции параметров основных функциональных узлов на характеристики стабилизатора в целом. Результаты моделирования подтверждены в ходе экспериментов на циклотроне тяжелых ионов «У-400М» (ОИЯИ, г. Дубна).
Рассмотрен аппаратно-программный комплекс для проведения радиационных испытаний электронной компонентной базы, который реализован на основе аппаратной платформы National Instruments и среды