Г. Г. ДАВЫДОВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

Исследования влияния искусственного старения на радиационную чувствительность биполярных транзисторов и КМОП ИС

Проведены экспериментальные исследования влияния процессов искусственного старения в пассивном и активном электрическом режимах на показатели радиационной стойкости ряда КМОП ИС и биполярных транзисторов.

Актуальным вопросом применения электронных компонентов в экстремальных условиях является обеспечение стабильности показателей их радиационной стойкости при длительной эксплуатации или хранении.

В литературе [1] описан эффект влияния искусственного старения на показатели радиационной стойкости КМОП и биполярных ИС. В данной работе проводились экспериментальные исследования деградации радиационной чувствительности ряда биполярных транзисторов и КМОП ИС отечественного и иностранного производства в процессе ускоренной выработки ресурса в различных электрических режимах.

Выборки исследуемых изделий делились на три подгруппы, содержавшиеся в различных электрических и температурных режимах: хранение при 20оС (не менее 1000 ч - выборка 1), хранение при 120оС (не менее 1000 ч [2] – выборка 2), активный электрический режим при 120оС (не менее 1000 ч [2] – выборка 3).

Оценка деградации параметров радиационной чувствительности исследуемых изделий проводилось по степени измерения величины начального темпа сдвига порогового напряжения в МОП структурах: и относительного изменения статического коэффициента передачи тока базы – в биполярных структурах: .

На рис. 1 показаны распределения начальных приращений порогов n-канальных транзисторов входного каскада ИС типа ЛН1 отечественного производства (а) и ее иностранного аналога (б). Различия имеют статистическую значимость, но не вносят заметного вклада в радиационную чувствительность изделий.

а

выборка
 
б

Рис. 1. Диаграммы начального темпа изменения порогового напряжения n-МОПТ из состава ИС ЛН1 отечественного (а) и иностранного (б) производства

На рис.2 представлены дозовые зависимости приращений статических коэффициентов передачи тока для БТ типа 2Т652 и 2Т928.

а

б

Рис. 2. Зависимости относительного изменения статического коэффициента передачи тока для БТ 2Т652 (а) и 2Т928 (б) от уровня воздействия

Анализ показывает, что для всех исследованных структур наблюдаемые различия радиационного поведения выборок не являются выраженными в степени, достаточной для вывода о физической значимости этих различий.

Список литературы

1. M. R.Shaneyfelt, P. S.Winokur, D. M.Fleetwood, G. L.Hash, J. R.Schwank, and F. W.Sexton, "Impact of Aging on Radiation Hardness", IEEE Trans. Nucl. Sci., vol. NS-44, no.6, p.2040, 1997.

2. Геронтология кремниевых интегральных схем. Часть 1.// Chipnews. 2000 г. - №3.