Введение
ГЛАВА 1. Многоуровневое моделирование дозовых эффектов в приборах кни КМОП технологии 16
1.1. Постановка задачи 16
1.2. Технология «кремнии на изоляторе» (КНИ) 17
1.2.1. Изготовление пластин КНИ 20
1.2.2. Особенности технологии 0,5 мкм КНИ КМОП технологической линии НИИСИ РАН 25
1.2.3. Основные топологические варианты реализации КНИ транзисторов 25
1.3. Изоляция элементов субмикронных ИМС 27
1.3.1. Диэлектрическая изоляция типа LOCOS 30
1.3.2. STI (Shallow Trench Isolation, диэлектрическая изоляция мелкими канавками) 31
1.4. Дозовые эффекты 33
1.4.1. Деградация подвижности и подпорогового размаха характеристики 34
1.4.2. Сдвиг порогового напряжения 35
1.4.3. Радиационно-индуцированные токи утечки 37
1.4.4. Влияние электрического поля в оксидах и геометрии канала на образование токов утечки
1.5. Разделение боковой и донной составляющей токов утечки 45
1.5.1. Разработка тестовых структур и определение режимов измерения 45
1.5.2. Анализ ВАХ 48
1.6. Физическое моделирование радиационно-индуцнрованных токов утечки 53
1.7. Получение параметров для SPTCE моделирования токов утечки 60
1.8. Схемотехническое моделирование радиационно-индуцированных токов утечки на основе подсхем 63
1.9. Выводы 66
ГЛАВА 2. Конструктивно-топологические решения для ИМС, применяемых в условиях воздействия ионизирующего излучения 67
2.1. Постановка задачи 67
2.2. Обзор .методов борьбы с раднационно-нндуцированными токами утечки 69
2.2.1. Технологические методы борьбы с токами утечки. Влияние разброса пара техпроцесса 70
2.2.2. Топологические методы, используемые в объёмной КМОП технологии 74
2.3. Особенности транзисторов с контактом к телу Л- и Н-типа 86
2.4. Математическая модель для получения SPICE-иарамегров транзисторов Л- и Н-типов 91
2.4.1. Коррекция эффективной ширины канала Н-транзистора 91
2.4.2. Коррекция эффективной ширины канала А-транзистора 94
2.4.3. Получение SPICE-параметров, определяющих статические ВАХ А- и Н транзисторов...96
2.4.4. Получение SPICE-параметров, определяющих динамические характеристики А- и Н-транзисторов 97
2.5. Выводы 102
ГЛАВА 3. Экспериментальное исследование чувствительности элементов кни кмоп имс к дозовым эффектам 103
3.1. Постановка задачи 103
3.2. Методика измерения порогового напряжения и крутизны 103
3.3. Испытания тестовых структур на дозовое воздействие 107
3.4. Результаты испытаний транзисторов : 109
3.4.1. Кольцевые транзисторы 109
3.4.2. Транзисторы с плавающим телом (F-типа) 113
3.4.3. Транзисторы А-типа 113
3.4.4. Транзисторы Н-типа 114
3.5. Обсуждение результатов испытаний 116
3.6. Выводы 117
ГЛАВА 4. Схемотехническое моделирование дозовых эффектов в КНИ КМОП ИМС 119
4.1. Постановка задачи 119
4.2. Концепция многоуровневого моделирования 120
4.3. Метод схемотехнического моделирования дозовых эффектов 123
4.4. Результаты моделирования 125
4.4.1. DC анализ: разброс значений порогового напряжения 126
4.4.2. DC анализ: источник опорного напряжения типа Bandgap 135
4.4.3. Анализ во временной области: кольцевые генераторы 136
4.4.4. АС анализ: операционный усилитель 137
4.5. Выводы 139
Заключение 141
Литература 143
