• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Моделирование воздействия тепловых и радиационных эффектов на микроэлектронные компоненты

2015

Рассматривается влияние температуры и радиации на различные типы микроэлектронных компонентов: полупроводниковые приборы, микросхемы, БИС, системы на кристалле (СнК), гибридные микросборки и печатные платы. Влияние температуры учитывается в двух аспектах: внешняя температура окружающей среды и внутренняя температура прибора, обусловленная эффектом саморазогрева за счёт потребляемой мощности.В качестве факторов радиации рассматриваются: статические воздействия (гамма- и X-лучи, электроны, нейтроны, протоны); импульсные воздействия и одиночные заряженные частицы (ОЯЧ).

В проекте разрабатываются два класса математических моделей электронных компонентов с учётом температуры и радиации:
1) приборно-технологические, построенные на численном решении двух- и трёхмерных уравнений физики полупроводников и других фундаментальных физических уравнений;
2) компактные SPICE-модели для схемотехнического проектирования  ИС и фрагментов БИС и СнК с помощью известных САПР.

Обеспечение адекватности моделей осуществляется путём подгонки системы параметров под результаты экспериментальных исследований с заданной точностью. Приведены примеры использования разработанных моделей обоих классов для расчётов компонентов, изготовленных по перспективным технологиям: биполярным на основе Si БТ и SiGe ГБТ, КМОП, БиКМОП, КМОП кремний на изоляторе/сапфире, Би-КМОП-ДМОП и др. и являющихся перспективной элементной базой для космической, телекоммуникационной, связной, военной и др. аппаратуры, работающей в условиях воздействия радиации и температуры.

Публикации по проекту:


Petrosyants K. O., Nikita I. Ryabov. Quasi – 3D Electro-Thermal Simulation of Integrated Transistor Structures, IC Chips and Packages, in: 2016 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). Proceedings. M. : HSE, 2016. Ch. 7491801. P. 1-6. doi
Petrosyants K. O., Torgovnikov R. Electro-Thermal Modeling of Trench-Isolated SiGe HBTs Using TCAD, in: 31-th Semiconductor Thermal Measurement, Modeling and Management Symposium,. San Jose : IEEE, 2015. P. 172-175. doi
Petrosyants K. O., Kharitonov I. A., Sambursky L. M., Mokeev A. S. Rad-Hard Versions of SPICE MOSFET Models for Effective Simulation of SOI/SOS CMOS Circuits Taking into Account Radiation Effects, in: Proceedings of the 24th European conference on radiation and its effects on components and systems -2015 (RADECS 2015), Moscow, Russia, 14-18 September. Piscataway : Institute of Electrical and Electronic Engineers, 2015. P. 23-26. doi
Konstantin O. Petrosyants, Maxim V. Kozhukhov. SiGe HBT TCAD Simulation Taking into Account Impact of Proton Radiation, in: Proceedings of the 24th European conference on radiation and its effects on components and systems -2015 (RADECS 2015), Moscow, Russia, 14-18 September. Piscataway : Institute of Electrical and Electronic Engineers, 2015. P. 9-12. doi
Kharitonov I. A., Petrosyants K. O., Popov A. V. Analysis of temperature-current rise in modern PCB traces by means of thermography, in: Proceedings of the 13th International Workshop on Advanced Infrared Technology and Applications (AITA-2015). Piza : CNR-ISTI, Italy; Fondazione “Giorgio Ronchi”, Firenze, 2015. P. 171-174.
Петросянц К. О., Кожухов М. В. Приборно-технологическое моделирование характеристик SiGe ГБТ при воздействии протонов // В кн.: Труды XXV Международной конференции "Радиационная физика твердого тела" (Севастополь, 6-11 июля 2015г.) / Под общ. ред.: Г. Г. Бондаренко; науч. ред.: Г. Г. Бондаренко. М. : ФГБНУ "НИИ ПМТ", 2015. С. 415-423.
Петросянц К. О., Харитонов И. А., Самбурский Л. М., Мокеев А. С. Определение параметров SPICE и IBIS моделей ЭКБ для учета эффектов радиационных воздействий на основании результатов измерения их характеристик // В кн.: Тезисы докладов 18 Всероссийской научно-технической конференции по радиационной стойкости электронных систем "Стойкость 2015". Научно-технический сборник. Лыткарино МО : [б.и.], 2015. С. 109-110.
Petrosyants K., Popov D., L. M. Sambursky, I. A. Kharitonov. TCAD Leakage Current Analysis of a 45 nm MOSFET Structure with a High-k Dielectric / Пер. с рус. // Russian Microelectronics. 2016. Vol. 45. No. 7. P. 460-463. doi
Petrosyants K. O., Popov D. TCAD Simulation of Total Ionization Dose Response of 45nm High-K MOSFETs on Bulk Silicon and SOI Substrate, in: Proceedings of the 24th European conference on radiation and its effects on components and systems -2015 (RADECS 2015), Moscow, Russia, 14-18 September. Piscataway : Institute of Electrical and Electronic Engineers, 2015. P. 27-30. doi
Konstantin O. Petrosyants, Popov D. High-k Gate Stacks Influence on Characteristics of Nano-scale MOSFET Structures, in: 2nd International Conference on Modeling Identification and Control. MIC 2015 Vol. 119. P. : Atlantis Press, 2015. P. 174-176. doi
Proceedings of the 24th European conference on radiation and its effects on components and systems -2015 (RADECS 2015), Moscow, Russia, 14-18 September. Piscataway : Institute of Electrical and Electronic Engineers, 2015.
Petrosyants K. O., Kharitonov I. A. Non-destructive Testing of Electronic Components Overheating Using Infrared Thermography, in: Proceedings of The VIII-th International Workshop on NonDestructive Test (NDT) in Progress 2015. Brno : Brno University of Technology, 2015. P. 127-131.
Петросянц К. О. Моделирование элементов БИС с учетом радиационных эффектов // В кн.: Международная конференция «Микроэлектроника 2015». Сборник тезисов. г.Алушта, Крым, 28 сентября - 3 октября 2015 г. М. : Техносфера, 2015. С. 215-216.
Петросянц К. О., Рябов Н. И., Харитонов И. А., Козынко П. А. Подсистемы электротеплового моделирования СБИС и печатных плат, расширяющие возможности коммерческих САПР // В кн.: Международная конференция «Микроэлектроника 2015». Сборник тезисов. г.Алушта, Крым, 28 сентября - 3 октября 2015 г. М. : Техносфера, 2015. С. 231-232.
Петросянц К. О., Самбурский Л. М., Харитонов И. А., Олухов В. Учёт влияния импульсного ионизирующего воздействия в SPICE-моделях биполярных транзисторов и диодов // В кн.: Твердотельная электроника. Сложные функциональные блоки РЭА. Материалы XIV научно-технической конференции Москва, 7-9 октября 2015 г. М. : ОАО НПП «ПУЛЬСАР», 2015. С. 239-243.
Петросянц К. О., Харитонов И. А., Самбурский Л. М. Определение параметров SPICE-моделей биполярных транзисторов в диапазоне температуры (–60 °C … +125 °C) // В кн.: Твердотельная электроника. Сложные функциональные блоки РЭА. Материалы XIV научно-технической конференции Москва, 7-9 октября 2015 г. М. : ОАО НПП «ПУЛЬСАР», 2015. С. 239-243.
Адонин А. С., Петросянц К. О. Интегральные схемы со структурой КМОП «кремний на сапфире». М. : Химия, 2016.
Petrosyants K. O., Kozhukhov M. V. Physical TCAD model for proton radiation effects in SiGe HBTs // IEEE Transactions on Nuclear Science. 2016. Vol. 63. No. 4. P. 2016 -2021. doi
Petrosyants K. O., Rjabov N. Quasi –3D Electrical and Thermal Modeling of Microelectronic Semiconductor Devices, in: International Conference on Simulation, Modeling and Mathematical Statistics (SMMS-2015). Lancaster : DEStech Publications,Inc., 2015. P. 252-257.
Proceedings of the IEEE Latin-American Test Symposium (LATS-2016). The Institute of Electrical and Electronics Engineering, Inc., 2016.
Петросянц К. О., Харитонов И. А., Самбурский Л. М., Попов Д. А., Ихсанов Р. Ш. Моделирование радиационно-стимулированного тиристорного эффекта в инверторе, выполненном по КМОП-технологии // В кн.: 19-ая Всероссийская научно-техническая конференция «Радиационная стойкость электронных систем» «СТОЙКОСТЬ-2016». ФГУП "НИИП", 2016. С. 97-98.
Петросянц К. О., Харитонов И. А., Попов Д. А., Стахин В. Г., Лебедев С. В. Моделирование сбоеустойчивости КМОП КНИ ячеек памяти при воздействии отдельных тяжелых частиц при повышенной температуре (до 300oС) // В кн.: 19-ая Всероссийская научно-техническая конференция «Радиационная стойкость электронных систем» «СТОЙКОСТЬ-2016». ФГУП "НИИП", 2016. С. 56-57.
Петросянц К. О., Попов Д. А. Приборно-технологическое моделирование 45нм high-k МОПТ с учетом воздействия гамма излучения // В кн.: Труды XXV Международной конференции "Радиационная физика твердого тела" (Севастополь, 6-11 июля 2015г.) / Под общ. ред.: Г. Г. Бондаренко; науч. ред.: Г. Г. Бондаренко. М. : ФГБНУ "НИИ ПМТ", 2015. С. 424-431.
Петросянц К. О., Харитонов И. А., Самбурский Л. М., Попов Д. А., Стахин В. Г., Лебедев С. В. Моделирование КНИ МОП-транзисторов для высокотемпературных КМОП интегральных схем (до 300°С) // В кн.: Международная конференция «Микроэлектроника 2015». Сборник тезисов. г.Алушта, Крым, 28 сентября - 3 октября 2015 г. М. : Техносфера, 2015. С. 239-240.
Petrosyants K. O., Sambursky L. M., Kharitonov I. A., Lvov B. G. Fault Simulation in Radiation-Hardened SOI CMOS VLSIs using Universal Compact MOSFET Model, in: Proceedings of the IEEE Latin-American Test Symposium (LATS-2016). NY : The Institute of Electrical and Electronics Engineering, Inc., 2016. P. 117-122. doi
Петросянц К. О. Моделирование элементов БИС с учётом радиационных эффектов // В кн.: Сб. трудов Международной конференции "Интегральные схемы и микроэлектронные модули -- проектирование, производство и применение" (Микроэлектроника -- 2015). М. : Техносфера, 2016. С. 415-431.