CC BY
15Научная статья
УДК 621.3.049.77:544.541
ао1:10.24151/1561-5405-2023-28-2-189-201
Прогнозный контроль радиационной стойкости микросхем
в серийном производстве I. Система и алгоритмы реализации для различных категорий изделий
Ю. М. Московская1'2'3, Д. В. Бойченко1'2
1 Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Москва, Россия
2АО «ЭНПО СПЭЛС», г. Москва, Россия НПК «Технологический центр», г. Москва, Россия
ymmos@spels. т
Аннотация. Анализ действующей системы контроля радиационной стойкости показывает, что для эффективности ее работы необходимо проведение операций контроля в процессе серийного производства с учетом особенностей каждого этапа жизненного цикла изделий микроэлектроники. В работе предложен подход к обеспечению прогнозного контроля стабильности радиационной стойкости изделий микроэлектроники в процессе производства с учетом категории радиационной стойкости каждого типа микросхем. Показано, что разработанные базовые алгоритмы прогнозного контроля стабильности радиационной стойкости микросхем в серийном производстве для каждой из категорий радиационной стойкости гарантируют необходимую полноту, достоверность и информативность контроля при минимизации технико-экономических затрат и объема радиационных испытаний.
Ключевые слова: радиационная стойкость, базовый технологический процесс, категории радиационной стойкости, план контроля
Для цитирования: Московская Ю. М., Бойченко Д. В. Прогнозный контроль радиационной стойкости микросхем в серийном производстве. I. Система и алгоритмы реализации для различных категорий изделий // Изв. вузов. Электроника. 2023. Т. 28. № 2. С. 189-201. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2023-28-2-189-201
© Ю. М. Московская, Д. В. Бойченко, 2023
Original article
Prediction analysis of the microcircuits' radiation hardness
within fabrication process I. System and implementation algorithms for various product categories
Yu. M. Moskovskaya1'2'3, D. V. Boychenko1'2
1National Research Nuclear University "MEPhI" (Moscow Engineering Physics Institute), Moscow, Russia
2 "ENPO SPELS" JSC, Moscow, Russia,
3 (( >>
SMC "Technological Centre ", Moscow, Russia ymmos@spels. ru
Abstract. The analysis of operating system of radiation hardness assurance shows that in order to work effectively, it requires radiation hardness control during fabrication, considering the features of each stage of microelectronic product life cycle. In this work an approach to providing predictive control of the stability of the radiation resistance of microelectronics products in the production process, taking into account the category of radiation resistance of each type of microcircuits. It is shown that the developed basic algorithms for predictive control of the stability of the radiation resistance of microcircuits in mass production for each of the categories of radiation resistance guarantee the necessary completeness, reliability and informative control while minimizing technical and economic costs and the volume of radiation tests.
Keywords, radiation hardness, core manufacturing process, radiation hardness categories, inspection plan
For citation. Moskovskaya Yu. M., Boychenko D. V. Prediction analysis of the microcircuits' radiation hardness within fabrication process. I. System and its implementation algorithms for various product categories. Proc. Univ. Electronics, 2023, vol. 28, no. 2, pp. 189-201. https .//doi.org/ 10.24151/1561-5405-2023-28-2-189-201
Введение. К изделиям микроэлектроники, предназначенным для применения в условиях радиационных воздействий, согласно нормативным документам, предъявляются требования по радиационной стойкости (РС). Обеспечение требований и оценка соответствия им изделий микроэлектроники проводят на всех этапах их жизненного цикла: при разработке, производстве и эксплуатации. На практике основным для обеспечения РС изделий микроэлектроники считается этап разработки. На данном этапе осуществляется выбор базового технологического процесса изготовления, библиотек элементов и сложнофункциональных блоков (СФБ), правил проектирования, а также конструктивно-технологических и схемно-топологических методов обеспечения РС с учетом режимов, сроков и условий эксплуатации. При этом нередко значение этапа серийного производства для обеспечения РС изделий микроэлектроники недооценено.
При серийном производстве для изделий, к которым предъявляются требования по РС, регламентирован контроль каждой производственной партии пластин перед отгрузкой потребителю. Однако на практике этого недостаточно. Обеспечение РС должно
быть реализовано комплексом мероприятий, позволяющих спрогнозировать и оценить РС микросхем на этапе прохождения изделия по маршруту изготовления на основе использования всей информации, полученной на стадиях разработки, аттестации и постановки базового технологического процесса (БТП). Это позволит обоснованно спрогнозировать обеспечение заданной категории стойкости для широкой номенклатуры конструктивно подобных изделий, а также учесть особенности влияния флуктуаций (изменения) режимов и условий операций, входящих в маршрут БТП.
Категории радиационной стойкости. Практическая реализация базовой технологии обеспечения, прогнозирования и контроля РС изделий микроэлектроники во многом определяется категорией РС каждого типа микросхем. В зависимости от целевой функции в аппаратуре и заданных требований по РС изделия можно условно отнести к одной из четырех категорий - от РС0 (минимальная) до РС3 (предельная) [1]:
1) категория РС0 - изделия общего гражданского (общетехнического или промышленного) назначения, для которых требования по РС не регламентированы (по международной классификации Commercial off the Shelf, COTS [1-3]). При создании изделий данной группы проводят либо определительные радиационные испытания для общей оценки потенциально возможных областей их применения, либо сертификационные испытания для определения возможности применения в конкретной аппаратуре. Данные меры способствуют повышению технико-экономической эффективности разработки и производства за счет расширения потенциальных областей применения гражданской продукции;
2) категория РС1 - изделия с базовыми (минимальными) требованиями по РС (Basic) [1-3]. При создании изделий данной группы применяют БТП без использования специальных конструктивно-топологических и схемно-топологических решений по обеспечению РС в ходе проектирования. При разработке необходимо контролировать возникновение катастрофических (необратимых) радиационных отказов, например, вследствие грубых ошибок проектирования, а при их выявлении - определять механизм отказа и проводить коррекцию;
3) категория РС2 - изделия с повышенным уровнем РС (Rad Tolerant) [1-3] и со значимыми требованиями по РС в сочетании с высокими функциональными и технико-экономическими показателями. При создании изделий данной группы применяют стандартные БТП в совокупности со специальными библиотеками элементов, схемно-топологическими и конструктивными решениями по обеспечению РС при проектировании. Важным является обеспечение максимальных уровней РС в рамках выбранного БТП, библиотек элементов и норм проектирования. Как правило, не допускаются катастрофические отказы изделий в процессе и после радиационных воздействий, но возможны кратковременные сбои. Изделия данной группы обычно применяют в составе бортовой аппаратуры ракетно-космической техники;
4) категория РС3 - изделия с предельным уровнем РС (Rad Hard) [1-3] и с максимальным уровнем требований. При их создании применяют определенные БТП (кремний на изоляторе, кремний на сапфире, карбид кремния и др.) в сочетании со специальными библиотеками, схемно-топологическими и конструктивными решениями по обеспечению РС. Максимально возможный уровень РС может быть обеспечен даже за счет снижения функциональных и технико-экономических показателей. Катастрофические отказы и кратковременные сбои в работе изделий в процессе и после радиационного воздействия, как правило, не допустимы.
Радиационно-ориентированная характеризация базовых технологических процессов и библиотек элементов. Мероприятия по обеспечению и контролю РС изделий микроэлектроники должны проводиться взаимосвязанно на всех этапах жизненного цикла изделий: при разработке, производстве и поставке (эксплуатации). На каждом этапе проводят комплекс организационно-технических мероприятий по обеспечению и контролю РС, результаты которых «передаются» с предыдущего этапа в качестве исходной информации на последующий (текущий) и являются базой для развития и повышения эффективности мероприятий на этом и следующем этапах.
Положительный результат для обеспечения РС «закладывается» еще до начала разработки - на этапе задания технических требований к опытно-конструкторской работе (ОКР) и формирования технического задания на ОКР. В соответствии с техническим заданием уже на этапе разработки технического проекта ОКР должен проводиться обоснованный выбор БТП, библиотек элементов, правил проектирования (Project Design Kit, PDK), которые в совокупности с результатами радиационно-ориентированной характеризации (РОХ) библиотек элементов и СФБ, критичных фрагментов, паразитных структур образуют конструктивно-технологическую платформу создания изделий микроэлектроники [4-6]. При этом РОХ проводится с целью оценки типовых и предельных характеристик БТП специализированных библиотек и инструментов проектирования, обеспечивающих требуемое сочетание функциональных, рабочих и эксплуатационных характеристик будущих изделий, идентификации параметров радиационно-ориентированных моделей [7, 8] САПР, необходимых для проектирования изделий.
В ходе РОХ в общем случае:
- выявляют доминирующие радиационные эффекты, возможные виды и механизмы радиационных отказов изделий, реализованных в рамках заданного БТП;
- определяют характерные зависимости информативных параметров-критериев годности типовых объектов исследований, характеризующих БТП, от уровней радиационных воздействий, режимов и условий эксплуатации (в том числе температуры);
- определяют типовые и предельные уровни РС, обеспечиваемые БТП, по результатам испытаний и анализа уровней РС тестовых структур и типовых изделий-аналогов, изготовленных по данному БТП с использованием выбранных библиотек элементов;
- проводят идентификацию параметров радиационно-ориентированных моделей критичных базовых (библиотечных) элементов и паразитных структур по результатам исследований радиационных откликов тестовых структур и верификацию по результатам исследований радиационных откликов типовых оценочных схем: критичных фрагментов, функциональных блоков и типовых изделий;
- определяют типовые объекты для последующего статистического контроля и мониторинга стабильности БТП - параметры-мониторы и схемы контроля технологии (СКТ) в соответствии с [1].
В качестве объектов исследований для РОХ выбирают тестовые структуры, библиотечные элементы, СФБ и типовые изделия или типовые оценочные схемы, являющиеся «слабым звеном», определяющим типовые уровни РС всей номенклатуры разрабатываемых по БТП изделий. Набор и последовательность операций РОХ зависят от заданной категории РС.
Изделия категории РС0 не требуют РОХ БТП. Вместе с тем в отечественной практике обычной является ситуация, когда изделия различного назначения изготавливают на одних и тех же линейках, разрабатывают их одни и те же специалисты с использованием одного и того же инструментария проектирования, а различаются такие изделия только объемом контроля и гарантией качества конечной продукции. Поэтому для рас-
ширения областей применения изделий категории РС0 следует в ходе ОКР проводить их определительные радиационные испытания с внесением результатов в раздел справочных данных технических условий (ТУ). Тогда при использовании радиационно охарактеризованного БТП обеспечиваемые им типовые уровни РС могут быть распространены на всю выпускаемую продукцию.
Изделия категории РС1 с базовым уровнем РС при разработке и производстве требуют РОХ БТП. Однако для данной категории изделий допустим сокращенный маршрут РОХ по результатам радиационных испытаний ранее разработанных и реализованных на данном БТП аналогов типовых изделий. Тогда при обоснованном запасе и контролируемых разбросах показателей РС их допустимо распространять на все разрабатываемые и изготавливаемые изделия того же класса. Таким образом, использование радиационно охарактеризованных БТП снижает необходимость проведения испытаний готовых изделий, что повышает технико-экономические показатели продукции. Для данной категории статистический контроль БТП принято проводить по тестовым структурам: параметрам-мониторам и СКТ без радиационных испытаний и учета специфики обеспечения РС.
Изделия категории РС2 с повышенным уровнем РС требуют полноценной РОХ БТП и всего инструментария проектирования - правил проектирования, моделей, библиотек элементов и СФБ. Учитывая значимость требований по РС и трудности ремонта в составе аппаратуры отказавших изделий, выбор БТП, не прошедшего РОХ для выполнения ОКР и последующего серийного производства, проводить нежелательно. Это обосновывает необходимость 100%-ных испытаний всех изделий с негарантированным результатом (соответствием). В виде исключения допускается РОХ БТП непосредственно в ходе ОКР, но на практике на это, как правило, не хватает ни времени, ни средств. Важно, что в маршруте РОХ БТП должны быть предусмотрены мероприятия по контролю и обеспечению стабильности РС. В дополнение к статистическому контролю электрических параметров по параметрам-мониторам и СКТ обязателен контроль стабильности радиационно-чувствительных параметров радиационно-ориентированных моделей с целью подтверждения актуальности данных РОХ на основе радиационных испытаний СКТ и/или готовых изделий, принятых в качестве типовых оценочных схем.
К изделиям категории РС3 с предельным уровнем РС предъявляются максимально жесткие требования к РОХ БТП и всему инструментарию разработки и производства изделий. При этом внимание должно уделяться статистически обоснованным экспериментальным данным о запасах по уровням РС относительно заданных требований и разбросам этих уровней, фактически обеспечиваемым для аналогов типовых представителей изделий. Важно, что в состав технологической документации в обязательном порядке включают мероприятия по статистическому контролю стабильности радиаци-онно-чувствительных параметров, обеспечиваемых БТП и подтверждающих актуальность РОХ (в том числе на основе радиационных испытаний СКТ или готовой продукции на уровне партий пластин или 100%-ной разбраковки всех выпускаемых изделий).
Система обеспечения и контроля радиационной стойкости в процессе жизненного цикла изделий микроэлектроники. Полученные в результате РОХ данные являются исходными и базовыми для радиационно-ориентированного проектирования изделий в ходе ОКР. При этом основной объем работ по выполнению требований по РС и радиационным испытаниям полуфабрикатов, экспериментальных образцов и готовых изделий приходится именно на этап разработки, где в ходе проектирования изделия проводят выбор СФБ, конструктивную, топологическую и схемотехническую реализа-
ции изделий и системные меры парирования доминирующих радиационных отказов. В случае отсутствия информации о РОХ БТП недостающие фактические данные о БТП, необходимые для проектирования, разработчик изделия вынужден получать непосредственно в ходе ОКР, что полноценно реализовать трудно в условиях жестких временных и финансовых ограничений.
Разработанные на этапе ОКР изделия подвергают предварительным радиационным испытаниям для оценки соответствия требованиям технического задания в процессе приемки результатов ОКР. Для экономии ресурсов существует практика объединения и взаимного зачета различных видов радиационных испытаний изделий. Полученные на этапе ОКР гарантируемые уровни РС включают в ТУ и используют в качестве опорных для последующего контроля при производстве. Следует особо отметить необходимость именно на этапе ОКР определять типовые оценочные схемы и конкретные методики (состав и методы измерения параметров-критериев годности, режимы и условия испытаний) для последующего контроля РС в производстве, что фиксируется в технологической документации.
При любых видах производства, включая мелкосерийное и единичное, для изделий с повышенным уровнем РС регламентированы меры по контролю (гарантированию) стабильности показателей РС в виде испытаний партий пластин - группа «Е». Однако конкретные методические рекомендации по характеру этого контроля (сплошной, выборочный или периодический) и его организации не регламентированы. Это обстоятельство не гарантирует РС изделий для конечных потребителей и обусловливает актуальность разработки методических подходов к обеспечению эффективного контроля РС в процессе серийного производства изделий микроэлектроники. Основными источниками нестабильности необходимого уровня РС в процессе производства являются: контролируемые или неконтролируемые вариации технологического процесса вследствие изменений исходных материалов (например, пластин); вариации и разбросы режимов и условий выполнения технологических операций; не декларируемая разработчиком коррекция конструктивно-топологической реализации изделий.
Однако любые вносимые изменения в технологический процесс производства изделия, потенциально способные оказать влияние на уровень РС, требуют проведения типовых радиационных испытаний, а это влечет за собой остановку производства и дополнительные затраты. Отсюда предпринимаются попытки недекларируемых коррекций топологии изделий (в ходе их доработки в процессе производства) или смены поставщиков исходных пластин без проведения типовых испытаний. Отсутствие на производстве системы контроля РС изделий приводит к искажению результатов РОХ и квалификационных испытаний такой модифицированной серийной продукции. Достаточным могло бы быть проведение контроля партий пластин (на типовой оценочной схеме), например, в диапазоне температур среды с зачетом результата в качестве типового.
Отдельные мероприятия по контролю уровня РС проводят и на этапе поставки и эксплуатации изделий в аппаратуре в виде входного контроля (на соответствие ТУ и при отбраковке по ужесточенным нормам) и сертификационных испытаний поставочных партий изделий в режимах и условиях эксплуатации в аппаратуре, которые могут быть как облегченными относительно заданных в ТУ, так и более жесткими, т. е. за рамками ТУ. В первом случае, например, при ограниченных диапазонах температур среды, напряжений питания или рабочих частот допускается уточнение нормативного уровня РС в сторону повышения. Во втором случае, при ужесточении режимов или условий применения, может потребоваться коррекция нормированного уровня РС или норм на отдельные параметры в сторону их снижения.
На этапе проектирования аппаратуры практикуется проведение радиационных испытаний, положительные результаты которых могут распространяться на все примененные изделия микроэлектроники. Если в ТУ они имеют значительный (например, трехкратный) запас по уровню РС относительно требований к аппаратуре, то может быть принято решение не проводить радиационные испытания аппаратуры. Однако такое решение будет тогда методически и юридически оправданным, когда уровни РС изделий будут контролироваться и подтверждаться при производстве.
Таким образом, мероприятия по контролю и обеспечению РС на всех этапах жизненного цикла микросхем, включая серийное производство, должны быть взаимоувязаны в единый комплекс и обеспечивать гарантию уровня РС для потребителя изделий.
Организация контроля радиационной стойкости изделий микроэлектроники в процессе производства в зависимости от категорий стойкости изделий. На многих предприятиях-изготовителях микросхем отсутствует практика РОХ и соответствующей аттестации БТП по РС, а статистическое регулирование технологического процесса с учетом параметров РС не проводится. По сути, единственный принятый на сегодняшний день формат контроля РС в процессе производства - это испытания производственных партий пластин, проводимые перед отгрузкой продукции и являющиеся долговременной (в условиях производства) и дорогостоящей контрольно-технологической операцией. При получении отрицательных результатов контроля партий пластин корректировка схемно-топологического исполнения изделия уже невозможна и производитель обязан либо забраковать всю партию, либо оформить решение потребителя о готовности получать продукцию, не соответствующую требованиям ТУ. Между тем аттестованный и охарактеризованный по РС БТП позволяет снизить временные и экономические затраты на подтверждение РС готовых изделий за счет организации контроля и статистического регулирования в процессе производства.
Система обеспечения и контроля РС в ходе освоения и серийного выпуска изделия складывается из двух составляющих: статистического контроля, мониторинга БТП по параметрам-мониторам и СКТ и контроля РС готовой продукции по типовым оценочным схемам (в виде тестовых схем или готовых изделий). Состав, общий объем и последовательность мероприятий в рамках системы мониторинга и статистического регулирования БТП и плана контроля изделия выбираются на основании требований по РС в рамках категорий РС (РС1, РС2, РС3), экспериментальных данных, полученных в процессе РОХ, и экспериментальных данных, полученных в ходе ОКР.
Учитывая категорию стойкости изделий и особенности БТП, можно рекомендовать следующий алгоритм работы системы гарантирования РС в процессе производства [9, 10]. Блок-схема алгоритма контроля РС при производстве изделий категории РС1, для которых требования РС заданы, но не критичны, представлена на рис. 1. Контроль партий пластин по РС проводят только в обоснованных случаях - при существенной нестабильности технологического процесса по результатам замеров параметров-мониторов и СКТ, разработанных без учета доминирующих радиационных эффектов, а также при возможных недекларируемых коррекциях схемно-топологической реализации изделий в ходе серийного производства (при декларируемых коррекциях, потенциально влияющих на РС, проводят типовые испытания) [10, 11].
Стабильность технологического процесса на уровне электрических характеристик параметров-мониторов и СКТ является необходимым, но недостаточным условием для БТП изделий категорий РС2 и РС3, так как необходимо учитывать влияние неконтролируемых изменений технологического процесса на изменения характеристик
Рис. 1. Блок-схема контроля РС изделий категории РС1 Fig. 1. RH1 (COTS) radiation hardness category products control block diagram
параметров-мониторов и СКТ в условиях радиационных воздействий. Даже небольшая флуктуация электрических параметров вследствие неконтролируемого изменения технологии может приводить к значительным изменениям в РС изделия. При контроле производственных партий изделий категорий РС2 и РС3 важный фактор - статистический контроль технологического процесса с учетом доминирующих радиационных эффектов и запасов РС относительно требований потребителя [12].
Производственный контроль изделий категории РС2 целесообразно осуществлять аналогично контролю партий пластин по РС, который проводится для каждой производственной партии или на периодической основе в зависимости от регулярности выпуска партий, запасов РС относительно требований и стабильности технологического процесса. Блок-схема алгоритма контроля изделий категории РС2 представлена на рис. 2.
Если по результатам контроля параметров-мониторов и СКТ технологический процесс стабилен, то:
- изделие имеет запасы по установленным уровням РС - испытания проводят на периодической основе;
- изделие не имеет запасов по установленным уровням РС - проводят испытания каждой производственной партии.
Если в ходе контроля параметров-мониторов и СКТ выявилась нестабильность, то:
- изделие имеет запасы по установленным уровням РС - проводят испытания каждой производственной партии;
j
Годен ^
Рис. 2. Блок-схема контроля РС изделий категории РС2 Fig. 2. RH2 (Rad Tolerant) radiation hardness category products control block diagram
- изделие не имеет необходимого запаса относительно уровня требований - целесообразно провести разбраковку в зависимости от того, какого рода разброс обнаружен: от пластины к пластине (попластинная разбраковка) - каждая пластина принимается отдельной производственной партией, и проводят испытание каждой пластины; разброс по пластине - проводят 100%-ную разбраковку изделий.
Снизить объем радиационных испытаний можно за счет проведения анализа корреляции изменения электрических параметров-мониторов и СКТ вследствие разбросов параметров технологического процесса и изменения уровня РС изделия. Однако для современных технологий с проектными нормами менее 0,8 мкм информация о конкретных результатах таких работ отсутствует, хотя для процессов с проектными нормами 3,5 мкм и менее корреляционные зависимости получены [10, 13, 14]. Если БТП прошел этап РОХ и имеются актуальные результаты верификации радиационно-ориентированных моделей, возможно проведение операций расчетно-эксперимен-тального прогнозирования с использованием элементов радиационно-ориентированных моделей. Отсутствие статистического контроля РС в БТП исключает переход на периодический контроль производственных партий.
Производственный контроль изделий категории РС3 с предельными требованиями следует проводить, учитывая специальный БТП, с использованием «стойких» материалов и структур, а также специальных библиотек элементов и САПР, в том числе топологических, схемотехнических и алгоритмических решений. Блок-схема алгоритма контроля РС изделия категории РС3 приведена на рис. 3.
у
Годен у
Рис. 3. Блок-схема контроля РС изделий категории РС3 Fig. 3. RH3 (Rad Hard) radiation hardness category products control block diagram
Если по результатам контроля параметров-мониторов и СКТ технологический процесс стабилен, то:
- изделие имеет запасы по установленным уровням РС - проводят испытания каждой производственной партии пластин;
- изделие не имеет запасов по установленным уровням РС - проводят 100%-ную разбраковку.
Если при контроле параметров-мониторов и СКТ выявлена нестабильность, то:
- изделие имеет запасы по установленным уровням РС - целесообразно проводить разбраковку в зависимости от того, какого рода разброс обнаружен: от пластины к пластине (попластинная разбраковка) - каждая пластина принимается отдельной производственной партией, и проводят испытание каждой пластины; разброс по пластине -проводят 100%-ную разбраковку изделий;
- изделие не имеет необходимого запаса относительно уровня требований - проводят 100%-ную разбраковку изделий.
Для изделий микроэлектроники категории РС3 требования по РС наиболее критичны и требуют специальных гарантий, в том числе индивидуальных для каждой единицы продукции. Высокая стоимость таких изделий определяется их 100%-ной разбраковкой.
Важно, что объект контроля БТП - тестовые структуры, которые являются репрезентативными для технологического процесса (общего для группы изделий разного функционального назначения), а для контроля производственных партий пластин выбирается типовая оценочная схема, которая является репрезентативной для изделия или группы изделий, объединенных по близкому функциональному назначению, составу библиотечных элементов, системе параметров критериев годности.
Заключение. Рациональная организация статистического мониторинга базового технологического процесса и контроль РС готовой продукции позволяют перейти к эффективному прогнозному контролю стабильности радиационной стойкости изделий микроэлектроники в процессе производства. Анализ действующей системы обеспечения и контроля РС показал, что для ее эффективности необходимо проведение операций контроля в процессе серийного производства, что требует совершенствования системы с учетом особенностей каждого этапа жизненного цикла изделий микроэлектроники.
Разработанные базовые алгоритмы прогнозного контроля стабильности радиационной стойкости микросхем в серийном производстве для каждой из категорий РС позволяют оптимизировать технико-экономические показатели производства микросхем за счет рационального выбора объема и состава радиационных испытаний применительно для каждой из категорий.
Литература
1. Никифоров А. Ю., Телец В. А., Бойченко Д. В. Требование радиационной стойкости - экзотика для гурманов или гарантия наличия и технического уровня результата разработки для всех категорий потребителей ЭКБ? // Международный форум «Микроэлектроника-2017»: сб. тезисов 3-й Междунар. науч. конф. (Республика Крым, г. Алушта, 02-07 окт. 2017 г.). М.: Техносфера, 2017. С. 32-36.
2. Hash G. L., ShaneyfeltM. R., Sexton F. W., Winokur P. S. Radiation hardness assurance categories for COTS technologies // 1997 IEEE Radiation Effects Data Workshop NSREC Snowmass 1997. Workshop Record Held in Conjunction with IEEE Nuclear and Space Radiation Effects Conference. Snowmass, CO: IEEE, 1997. P. 35-40. https://doi.org/10.1109/REDW.1997.629794
3. Никифоров А. Ю., Телец В. А., Бойченко Д. В. Система оценки радиационной стойкости отечественных изделий электронной компонентной базы: гарантии и риски потребителей // Радиационная стойкость изделий ЭКБ / под ред. А. И. Чумакова. М.: НИЯУ МИФИ, 2015. С. 19-41.
4. Радиационно-ориентированная и СВЧ-характеризация техпроцессов контрактного производства ЭКБ ТСВЧЭ, используемых отечественными ДЦ: состояние, проблемы и ближайшие задачи / В. В. Елесин, Д. И. Сотсков, Н. А. Усачев и др. // Наноиндустрия. 2020. Т. 13. № S4 (99). С. 423-425. https://doi.org/10.22184/1993-8578.2020.13.4s.423.425
5. Базовая технология проектирования широкой номенклатуры изделий СВЧ-диапазона вида «система на кристалле» и «система в корпусе», ориентированной на отечественные кремниевые и арсенид-галлиевые контрактные производства: достижения, проблемы и ближайшие задачи / В. В. Елесин, Н. А. Усачев, А. Ю. Никифоров и др. // Международный форум «Микроэлектроника-2019»: сб. тезисов 5-й Междунар. науч. конф. «Электронная компонентная база и микроэлектронные модули» (Республика Крым, г. Алушта, 30 сент. - 05 окт. 2019 г.). М.: Техносфера, 2019. С. 28-31.
6. Displacement damage effects mitigation approach for heterojunction bipolar transistor frequency synthesizers / D. I. Sotskov, V. V. Elesin, A. G. Kuznetsov et al. // IEEE Transactions on Nuclear Science. 2020. Vol. 67. No. 11. P. 2396-2404. https://doi.org/10.1109/TNS.2020.3015560
7. Compact models for radiation hardening by design of SiGe BiCMOS, GaAs and SOI CMOS microwave circuits / D. I. Sotskov, N. A. Usachev, V. V. Elesin et al. // 2021 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). Kazan: IEEE, 2021. P. 1-5. https://doi.org/10.1109/ SIBCON50419.2021.9438867
8. Елесин В. В., Сотсков Д. И., Усачев Н. А., Кузнецов А. Г. Особенности создания и применения радиационно -ориентированных моделей при проектировании отказоустойчивых изделий СВЧ-диапазона класса «система на кристалле» и «система в корпусе» на основе кремния, кремний-германия и арсенида галлия // Наноиндустрия. 2020. Т. 13. № S4 (99). С. 339-341. https://doi.org/10.22184/1993-8578.2020.13.4s.339.341
9. Moskovskaya Yu. Prediction analysis of the of ICs' radiation hardness considering stability of technological processes // The proceedings of 20th All-Russian Scientific and Technical Conference "Radiation Resistance of Electronic Systems" (Lytkarino, June 6-7, 2017). Lytkarino: NIIP, 2017. P. 206-207.
10. Московская Ю. Общий методический подход к оценке радиационной стойкости БМК и полузаказных БИС на их основе // Наноиндустрия. 2017. № 1 (71). С. 50-59. https://doi.org/10.22184/1993-8578.2017.71.1.50.5
11. Московская Ю. М. Контроль радиационной стойкости изделий микроэлектроники в процессе серийного производства: варианты и критерии выбора оптимального методического подхода // Наноиндустрия. 2019. Спецвыпуск. С. 197-201. https://doi.org/10.22184/NanoRus.2019.12.89.197.201
12. Состав и принцип формирования типовой оценочной схемы как имитатора БМК и полузаказных БИС на их основе для задач радиационных испытаний / Ю. Московская, Р. Федоров, А. Денисов и др. // Наноиндустрия. 2017. № 1 (71). С. 60-69. https://doi.org/10.22184/1993-8578.2017.71.L60.69
13. Awipi M., Drews S. A non-destructive method of testing for radiation hardness of integrated circuits // Proceedings of the IEEE SoutheastCon 2000. 'Preparing for The New Millennium' (Cat. No. 00CH37105). Nashville, TN: IEEE, 2000. P. 349-354. https://doi.org/10.1109/SEC0N.2000.845591
14. Strategies for lot acceptance testing using CMOS transistors and ICs / J. R. Schwank, F. W. Sexton, D. M. Fleetwood et al. // IEEE Transactions on Nuclear Science. 1989. Vol. 36. No. 6. P. 1971-1980. https://doi.org/10.1109/23.45394
Статья поступила в редакцию 10.11.2022 г.; одобрена после рецензирования 24.11.2022 г.;
принята к публикации 06.02.2023 г.
Информация об авторах
Московская Юлия Марковна - старший научный сотрудник кафедры электроники Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (Россия, 115409, г. Москва, Каширское шоссе, 31), руководитель Обособленного подразделения «Зеленоград» АО «ЭНПО СПЭЛС» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), инженер лаборатории испытаний НПК «Технологический центр» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), ymmos@spels.ru
Бойченко Дмитрий Владимирович - кандидат технических наук, доцент кафедры электроники Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (Россия, 115409, г. Москва, Каширское шоссе, 31), генеральный директор АО «ЭНПО СПЭЛС» (Россия, 115409, г. Москва, Каширское шоссе, 31, стр. 44), dvboy@spels.ru
References
1. Nikiforov A. Y., Telets V. A., Boychenko D. V. Radiation hardness requirements - the exotica for gourmets or a guarantee of the design result success and high technical level for all categories of consumers? Mezhdunarodnyy forum "Mikroelektronika-2017", proceedings of 3rd International research-to-practice conference. Moscow, Tekhno-sfera Publ., 2017, pp. 32-36. (In Russian).
2. Hash G. L., Shaneyfelt M. R., Sexton F. W., Winokur P. S. Radiation hardness assurance categories for COTS technologies. 1997 IEEE Radiation Effects Data Workshop NSREC Snowmass 1997. Workshop Record Held in Conjunction with IEEE Nuclear and Space Radiation Effects Conference. Snowmass, CO, IEEE, 1997, pp. 35-40. https://doi.org/10.1109/REDW.1997.629794
3. Nikiforov A. Y., Telets V. A., Boychenko D. V. Assessment system of the radiation stability of national electronic component base products: consumer safeguards and risks. Radiatsionnaya stoykost' izdeliy EKB, ed. A. I. Chumakov. Moscow, National Research Nuclear University MEPhI, 2015, pp. 19-41. (In Russian).
4. Elesin V. V., Sotskov D. I., Usachev N. A., Kuznetsov A. G., Seletskiy A. V., Fazylkhanov O. R., Filaretov A. G. Radiation-oriented and microwave characterization of technological processes of the contract production by solid-state microwave electronic components used by domestic DC: status, problems and immediate tasks. Nanoindustriya = Nanoindustry, 2020, vol. 13, no. S4 (99), pp. 423-425. (In Russian). https://doi.org/10.22184/1993-8578.2020.13.4s.423.425
5. Elesin V. V., Usachev N. A., Nikiforov A. Y., Telets V. A., Sotskov D. I., Kuznetsov A. G., Chukov G. V., Shhepanov A. N. Basic design technology of wide range of microwave systems "system on crystal" and "system in housing", focused on national silicon and arsenide-gallium manufacturing on the contract: achievements, problems and nearest tasks. Mezhdunarodnyy forum "Mikroelektronika-2019 ", proceedings of 5th International research-to-practice conference. Moscow, Tekhnosfera Publ., 2019, pp. 28-31. (In Russian).
6. Sotskov D. I., Elesin V. V., Kuznetsov A. G., Zhidkov N. M., Metelkin I. O., Amburkin K. M., Amburkin D. M., Usachev N. A., Boychenko D. V., Elesina V. V. Displacement damage effects mitigation approach for heterojunction bipolar transistor frequency synthesizers. IEEE Transactions on Nuclear Science, 2020, vol. 67, no. 11, pp. 2396-2404. https://doi.org/10.1109/TNS.2020.3015560
7. Sotskov D. I., Usachev N. A., Elesin V. V., Metelkin I. O., Zhidkov N. M., Nikiforov A. Y. Compact models for radiation hardening by design of SiGe BiCMOS, GaAs and SOI CMOS microwave circuits. 2021 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). Kazan, IEEE, 2021, pp. 1-5. https://doi.org/10.1109/SIBCON50419.2021.9438867
8. Elesin V. V., Sotskov D. I., Usachev N. A., Kuznetsov A. G. Features of creating and using radiation-oriented models when designing fault-tolerant microwave products of the class "system on a chip" and "system in a package" based on silicon, silicon-germanium and gallium arsenide. Nanoindustriya = Nanoindustry, 2020, vol. 13, no. S4 (99), pp. 339-341. (In Russian). https://doi.org/10.22184/1993-8578.2020.13.4s.339.341
9. Moskovskaya Yu. Prediction analysis of the of ICs' radiation hardness considering stability of technological processes. Proceedings of 20th All-Russian Scientific and Technical Conference "Radiation Resistance of Electronic Systems". Lytkarino, NIIP, 2017, pp. 206-207 (In Russian).
10. Moskovskaya Yu. Common methodological approach to evaluation of radiation resistance of gate arrays and semicustom very large scale ICs based on them. Nanoindustriya = Nanoindustry, 2017, no. 1 (71), pp. 50-59. (In Russian). https://doi.org/10.22184/1993-8578.2017.71.1.50.5
11. Moskovskaya Yu. M. Microelectronic parts' radiation hardness assurance within fabrication process: Guidelines to rational methodical approach selection criteria. Nanoindustriya = Nanoindustry, 2019, Special Issue, pp. 197-201. (In Russian). https://doi.org/10.22184/NanoRus.2019.12.89.197.201
12. Moskovskaya Yu., Fedorov R., Denisov A., Bobrovskiy D., Ulanova A., Nikiforov A. Composition and principle of formation of standard evaluation circuit as simulator of gate arrays and semicustom very large scale IC based on them for radiation tests. Nanoindustriya = Nanoindustry, 2017, no. 1 (71), pp. 60-69. (In Russian). https://doi.org/10.22184/1993-8578.2017.71.L60.69
13. Awipi M., Drews S. A non-destructive method of testing for radiation hardness of integrated circuits. Proceedings of the IEEE SoutheastCon 2000. 'Preparing for The New Millennium' (Cat. No. 00CH37105). Nashville, TN, IEEE, 2000, pp. 349-354. https://doi.org/10.1109/SECON.2000.845591
14. Schwank J. R., Sexton F. W., Fleetwood D. M., Shaneyfelt M. R., Hughes K. L., Rodgers M. S. Strategies for lot acceptance testing using CMOS transistors and ICs. IEEE Transactions on Nuclear Science, 1989, vol. 36, no. 6, pp. 1971-1980. https://doi.org/10.1109/23.45394
The article was submitted 10.11.2022; approved after reviewing 24.11.2022;
accepted for publication 06.02.2023.
Information about the authors
Julia M. Moskovskaya - Senior Researcher of the Electronics Department, National Research Nuclear University "MEPhl" (Moscow Engineering Physics Institute) (Russia, 115409, Moscow, Kashirskoe ave., 31), Head of the Separate division "Zelenograd", "ENPO SPELS" JSC (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), Engineer of the Testing Laboratory, SMC "Technological Center" (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), ymmos@spels.ru
Dmitry V. Boychenko - Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., National Research Nuclear University "MEPhl" (Moscow Engineering Physics Institute) (Russia, 115409, Moscow, Kashirskoe ave., 31), General Director, "ENPO SPELS" JSC (Russia, 115409, Moscow, Kashirskoe ave., 31, bld. 44), dvboy@spels.ru
