Особенности контроля времени потери работоспособности в бис памяти при импульсном ионизирующем воздействии

А. В. ЯНЕНКО, А. Г. ПЕТРОВ, А. А. ДЕМИДОВ

С. Г. УСОВ1, С. В. ШВЕДОВ2

ЭНПО Специализированные электронные системы, Москва,

1НПО Интеграл, Минск,

2УП Белмикросистемы, Минск

ОСОБЕННОСТИ КОНТРОЛЯ ВРЕМЕНИ ПОТЕРИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ В БИС ПАМЯТИ
ПРИ ИМПУЛЬСНОМ ИОНИЗИРУЮЩЕМ ВОЗДЕЙСТВИИ

Рассмотрены особенности методики контроля времени потери работоспособности БИС памяти. Представлены результаты исследований ВПР в статическом и динамическом режимах при импульсном ионизирующем воздействии для КМОП БИС ПЗУ.

При определении времени потери работоспособности (ВПР) интегральных схем обычно используют подход, основанный на контроле для каждого критериального параметра времени его выхода за критериальный уровень при воздействии. ВПР для объекта в целом принимается равным максимальному наблюдаемому ВПР контролируемых параметров. В качестве критериальных параметров наиболее часто используются выходные напряжения, причем при воздействии ИС функционирует в статическом режиме.

Для БИС памяти такой подход не позволяет адекватно определить ВПР, так как: 1) БИС памяти в реальных условиях функционируют в динамическом режиме со сравнительно сложной временной диаграммой; 2) выходные напряжения формируются в выходных каскадах, представляющих только незначительную часть всех схемы; 3) в БИС ОЗУ возможно переключение ячеек памяти, что не позволяет определить ВПР (переключение определяет уровень потери информации, а не ВПР).

Таким образом, для БИС памяти целесообразнее исследовать ВПР при функционировании БИС в динамическом режиме. Очевидно, что для полноты контроля нужно обеспечить перебор всех логических адресов и режимов: как считывание так и запись для БИС ОЗУ. ВПР определяется по искажению временной диаграммы, причем для повышения точности измерения ВПР нужно обеспечить максимальную частоту следования и четкую идентификацию циклов считывания (записи) по осциллограмме.

При исследовании влияния режима работы на время потери работоспособности цифровых БИС памяти в качестве объектов были выбраны БИС ПЗУ 1632РТ1Т и 1835РЕ2Т – соответственно однократно программируемые пользователем и масочные ПЗУ информационной емкостью 32Кх8 и 128Кх8, изготовленные по КМОП технологии в НПО «Интеграл» (г. Минск). Исследования проводились имитационными методами с использованием лазерного имитатора «РАДОН-5М».

Время потери работоспособности исследовалось в двух режимах. В статическом режиме выборки данных ВПР контролировалось по выходу за критериальные уровни мгновенного значения выходного напряжения высокого и низкого логических уровней. В динамическом режиме осуществлялась непрерывная последовательная выборка с чередованием двух значений логического адреса таким образом, чтобы на контролируемом выводе данных менялась считываемая информация. Результаты исследований приведены на рис.1 и рис.2. Для обоих типов БИС имеет место переключение состояния выхода в статическом режиме: для 1836РЕ2Т из режима выборки логического нуля, для 1632РТ1Т – логической единицы. В динамическом режиме такого переключения нет. Таким образом, в статическом режиме выборки наблюдается реакция только выходных каскадов БИС, а реакция внутренних цепей выборки данных из ячеек памяти оказывается «скрытой». В динамическом режиме «подключение» к переходным процессам внутренних цепей может, как видно из полученных данных, приводить как к уменьшению, так и к увеличению ВПР.

Рис.1. Зависимости ВПР в статическом и динамическом режимах при воздействии импульсного ионизирующего излучения: a) 1632РТ1Т, выборка логического нуля, б) 1836РЕ2Т, выборка логической единицы

Результаты исследований показывают, что контроль ВПР цифровых БИС памяти при проведении радиационных испытаний следует проводить не только по определенным параметрам в статическом режиме, но и на предельных частотах, так как это позволяет более полно выявлять реакцию внутренних схем БИС.