Развитие лазерных методов испытаний интегральных схем на стойкость к воздействию отдельных ядерных частиц тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.05, кандидат наук Савченков, Дмитрий Владимирович

• Савченков, Дмитрий Владимирович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Савченков, Дмитрий Владимирович

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ИС НА СТОЙКОСТЬ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ОЯЧ. ИСПЫТАНИЯ НА ЛАЗЕРНЫХ УСТАНОВКАХ И НА УСКОРИТЕЛЯХ ОЯЧ

1.1. Испытания на лазерных установках и ускорителях ОЯЧ как альтернатива друг

Другу

1.2. Совместное использование испытаний на ускорителе и методики сфокусированного лазерного воздействия

1.3. Методика локального лазерного воздействия

Выводы

ГЛАВА 2. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ЛАЗЕРНЫХ ИСПЫТАНИЙ

2.1. Неравномерность распределения коэффициента оптических потерь лазерного излучения по площади кристалла ИС

2.2. Выбор оптимальных параметров лазерного излучения

2.3. Корректировка сечения одиночных эффектов

2.4. Воздействие лазерного излучения со стороны подложки ИС

2.5. Измерение диаметра лазерного пятна. Нож Фуко

Выводы

ГЛАВА 3. АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ПРОВЕДЕНИЯ ЛАЗЕРНЫХ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Общая структура приложения для управления процессом лазерных испытаний

3.2. Алгоритмы работы отдельных модулей приложения автоматизации лазерных испытаний

Выводы

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АПРОБАЦИЯ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ЛАЗЕРНЫХ ИСПЫТАНИЙ ИС НА СТОЙКОСТЬ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ОЯЧ

4.1. Верификация методики локального лазерного воздействия на тестовых структурах с микронными проектными нормами

4.2. Апробация методики локального лазерного воздействия при воздействии лазерного излучения со стороны подложки

4.3. Учет неоднородности распределения коэффициента потерь лазерного излучения по площади кристалла ИС при совместном использовании источников импульсного лазерного и гамма-излучения

4.4. Апробация метода измерения формы лазерного пятна

4.5. Статистика результатов лазерных испытаний

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приложение А. Алгоритм определения параметров чувствительности ИС к воздействию ОЯЧ с помощью лазерных источников ионизирующего излучения

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Развитие лазерных методов испытаний интегральных схем на стойкость к воздействию отдельных ядерных частиц»

ВВЕДЕНИЕ

Диссертация направлена на решение актуальной научно-технической задачи по совершенствованию и развитию методов и аппаратно-программных средств лазерных испытаний полупроводниковых элементов вычислительной техники и систем управления на стойкость к воздействию отдельных ядерных частиц (ОЯЧ) и протонов космического пространства (КП).

Актуальность темы диссертации

В настоящее время сроки активного существования космических аппаратов во многих случаях определяются стойкостью элементной базы устройств вычислительной техники и систем управления бортовой аппаратуры к воздействию отдельных ядерных частиц и протонов космического пространства.

Основным средством для оценки стойкости интегральных схем (ИС) к воздействию отдельных ядерных частиц (ОЯЧ) космического пространства (КП) являются ускорители ионов и протонов, которые, тем не менее, имеют ряд существенных недостатков. Лазерные испытания наряду с ними позволяют существенно расширить информативность результатов, а в ряде случаев являются единственным средством оценки стойкости элементов систем управления, например, в случае ИС, изготовленных по технологии flip-chip.

Помимо сечения одиночных эффектов (ОЭ) и пороговых значений линейных потерь энергии (ЛПЭ) их возникновения, лазерные методы позволяют получать дополнительную информацию, например:

• координаты областей возникновения ОЭ на кристалле ИС;

• наиболее чувствительные области кристалла ИС;

• размеры отдельных чувствительных областей;

• вольтамперные характеристики (ВАХ) тиристорных структур;

• факт сохранения либо не сохранения работоспособности при выдержке ИС в состоянии тиристорного эффекта (ТЭ) в течение произвольных промежутков времени;

При этом лазерные испытания являются трудоемким процессом, включающим следующие типовые процедуры:

• поиск наиболее чувствительных по ОЭ областей, т. е. областей с наименьшей пороговой энергией ОЭ;

• получение зависимостей пороговой энергии лазерного излучения (ЛИ) для возникновения ОЭ от диаметра пятна ЛИ;

• получение зависимостей параметров импульса ионизационной реакции от параметров ЛИ при воздействии на ИС, включенную в т. н. «режиме фотодиода»;

• получение зависимости сечения ОЭ от энергии ЛИ;

• исследование сохранения работоспособности ИС при выдержке в состоянии ТЭ;

Некоторые из этих процедур могут быть выполнены испытателем вручную, что, однако, приводит к затягиванию сроков испытаний; другие, например, получение зависимости сечения ОЭ от энергии ЛИ, вручную выполнить практически не возможно. Поэтому актуальной задачей является увеличение производительности за счет автоматизации перечисленных процедур лазерных испытаний. Разработка программных средств автоматизации, в свою очередь требует связи в единую систему множества разнородного оборудования, используемого при испытаниях, с возможностью ее расширения, а также удаленной работы с использованием локальных вычислительных сетей (ЛВС). Автоматизация требует разработки алгоритмов для существующих этапов испытаний, а также предоставляет возможности для расширения методик испытаний новыми алгоритмами.

Состояние исследований по проблеме. В России и за рубежом широко применяются лазерные методы для проведения экспериментальных исследований по оценке чувствительности ИС к эффектам воздействия ОЯЧ. За рубежом лазерные методы представлены в работах авторов S. Buecher, P. Fouillât,

V. Pouget, D. McMorrow, F. Miller, A. Chugg и других, в России - в работах А. И. Чумакова, П. К. Скоробогатова, А. А. Печенкина, А. Н. Егорова, О. Б. Маврицкого, А. В. Яненко.

Заметим, что в работах зарубежных исследователей применяется сфокусированное лазерное излучение и прилагаются усилия к уменьшению размеров лазерного пятна на поверхности исследуемого прибора, чтобы свести к минимуму поглощение энергии лазерного излучения за пределами исследуемых чувствительных областей [69]. Основным средством борьбы с потерями излучения на металлизации ИС зарубежными исследователями признается облучение с тыльной стороны кристалла [45]-[47], а для борьбы с поглощением излучения в подложке используют эффект двухфотонного поглощения [38]-[44].

В России, в отличие от Европы и США, лазерные методы используются не только для исследований, но и для испытаний ИС, комплектующих бортовую аппаратуру космических аппаратов (КА), что приводит к необходимости исследовать широкий спектр изделий и влияет на используемые методы испытаний. В работах отечественных авторов так же применяется сфокусированное лазерное излучение совместно с испытаниями на укорителе ионов (методика сфокусированного лазерного воздействия [6],[23],[25]-[28]). Однако помимо данного метода был развит метод, позволяющий оценивать параметры чувствительности ИС к воздействию ОЯЧ с использованием только лазерного излучения -методика локального лазерного воздействия, в которой применяется как сфокусированное, так и расфокусированное лазерное излучение, воздействие как со стороны подложки ИС, так и со стороны приборного слоя, а также учитываются потери излучения на металлизации ИС.

Методика локального лазерного воздействия обладает рядом преимуществ по сравнению с другими методами, однако с ней связан ряд нерешенных проблем, к которым относятся:

• выбор оптимальных параметров ЛИ (длина волны, длительность импульса, энергия, диаметр пятна) для исследования определенных одиночных эффек-

тов, т. е. тех параметров, при которых исследования одиночных эффектов дают максимально адекватные результаты;

• экспериментальное определение распределения интенсивности излучения внутри лазерного пятна, необходимое при оценках параметров чувствительности ИС по ОЭ;

Существуют проблемы, присущие как методике локального, так и методике сфокусированного лазерного воздействия:

• учет неравномерности распределения по кристаллу величины коэффициента оптических потерь лазерного излучения на металлизации ИС, влияющей на корректность определения наиболее чувствительных областей и корректность оценки сечения ОЭ;

• устранение расчетно-экспериментальными методами систематической погрешности определения сечения одиночных сбоев (ОС), обусловленной ненулевыми размерами лазерного пятна;

• привязка координат возникновения ОЭ к топологии ИС;

Заметим, что методика локального лазерного воздействия, в виду ее сложности, обладает большим потенциалом для автоматизации.

Решению перечисленных задач посвящена настоящая диссертация.

Цель диссертации: развитие научно-методических и аппаратно-программных средств проведения лазерных экспериментальных исследований и испытаний ИС на стойкость к воздействию ОЯЧ КП, обеспечивающих повышение производительности испытаний и достоверности их результатов. Основными задачами диссертации являются:

• разработка программных и методических средств для оценки распределения коэффициента оптических потерь по площади кристалла ИС и учета данного распределения при оценке параметров чувствительности ИС к воздействию ОЯЧ лазерными методами;

• совершенствование научно-методического обеспечения проведения лазерных экспериментальных исследований и испытаний с учетом выбора оптимальных параметров лазерного излучения для структур с многослойной металлизацией;

• разработка аппаратно-программных средств, обеспечивающих повышение производительности и достоверности результатов на всех этапах лазерных испытаний, имеющих гибкую модульную структуру, с возможностью взаимодействия отдельных компонентов программного обеспечения по локальной сети.

• разработка методики коррекции сечений ОЭ с учетом влияния ненулевых размеров пятна сфокусированного лазерного излучения;

• Апробация разработанных научно-методических и аппаратно-программных средств путем применения их в испытаниях ИС.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработаны методические средства и программное обеспечение для получения карты распределения величины коэффициента оптических потерь лазерного излучения по площади кристалла ИС и учета этого распределения при оценке параметров чувствительности ИС к воздействию ОЯЧ лазерными методами.

2. Предложен алгоритм выбора оптимальных параметров лазерного излучения (энергия, диаметр пятна, длина волны и длительность импульса) для исследования ОЭ в структурах с многослойной металлизацией.

3. Разработана методика коррекции получаемых значений сечений ОЭ, учитывающая ненулевые размеры пятна лазерного излучения.

Практическая значимость работы:

1. Разработаны аппаратно-программные средства, автоматизирующее все этапы лазерных испытаний, на порядок и более снижающие их трудоемкость.

Получены 4 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ.

2. Проведены лазерные испытания более 100 типов современных ИС и БИС с многослойной металлизацией.

3. Результаты диссертации вошли в отчетные материалы по НИР и составным частям ОКР (14К035-ОЯЧ, ЛТ150-ОЯЧ, АСН-РМ-ИИКП, Перспектива-ОЯЧ, Энергия-1-ОЯЧ, Процессор ВСП-2, Цифра-3, Остров, БИВК-14Ф31-СВВ, Перспектива-ОЯЧ-СПЭЛС, Империал), выполняемых в интересах Минобороны РФ, Росатома и предприятий оборонного комплекса (ГУП НПЦ «ЭЛВИС», ЗАО «ПКК Миландр», ЗАО НТЦ «Модуль», ОАО «НИИ КП», ОАО «РИРВ», ООО «ИРЗ ТЕСТ», ФГУП «ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс», ФГУП ВО «Радиоэкспорт»).

4. Разработанные научно-методическое обеспечение и аппаратно-программные средства внедрены в ОАО «ЭНПО СПЭЛС», ОАО «НИИ КП», ЗАО «МЦСТ».

5. Результаты диссертации внедрены в ОАО «ЭНПО СПЭЛС» при проведении радиационных испытаний отечественных и зарубежных ИС, комплектующих бортовую аппаратуру, на стойкость к факторам космического пространства в аппаратуре изделий 14Ф142, 14Ф148, Спектр-РГ, 14Ф137, Каг8а1:-2, ЛТ150, Резонанс, 14В120, 14Р736, ФСЧ-Б, Эльбрус-2С+, АЯТ ХС, БИВК КА 14Ф31, Луч-5В.

Положения, выносимые на защиту:

1. Усовершенствованный метод определения зависимости сечения одиночных эффектов от величины эффективных линейных потерь энергии лазерного излучения, учитывающий неравномерность распределения по кристаллу коэффициента оптических потерь излучения на металлизации, основанный на получении карт пороговой энергии ОЭ и амплитуды импульса ионизационной реакции ИС при воздействии на нее в режиме «фотодиода».

2. Алгоритм выбора оптимальных параметров лазерного излучения для исследования конкретных одиночных эффектов, позволяющий проводить испытания ИС с четырьмя и более слоями металлизации.

3. Методика корректировки сечения одиночных сбоев при проведении лазерных испытаний, основанная на модели прямоугольной чувствительной области, позволяющая снизить погрешность определения сечения ОЭ, связанную с ненулевыми размерами лазерного пятна.

4. Аппаратно-программные средства, обеспечивающие увеличение производительности лазерных испытаний и достоверности их результатов, имеющие гибкую модульную структуру с возможностью взаимодействия отдельных компонентов программного обеспечения по локальной сети.

5. Оригинальные результаты экспериментальных исследований более 100 типов ИС.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на:

• российских научных конференциях "Радиационная стойкость электронных систем" (Лыткарино, 2011-2014 гг.);

• международных конференциях по радиационным эффектам в компонентах и системах (The Conférence on Radiation Effects on Components and Systems — RADECS) (Севилья 2011 г., Биарриц 2012 г., Оксфорд 2013 г.);

• V Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем МЭС-2012» (Москва, 2012);

• научных сессиях НИЯУ «МИФИ» (Москва, 2011-2014 гг.);

• научных конференциях "Электроника, микро- и наноэлектроника" (г. Суздаль, 2012-2013 гг.);

• 14-й международной телекоммуникационной конференции молодых ученых и студентов «Молодежь и наука», Москва 2010;

Основные результаты диссертации опубликованы в 28 работах (в период с 2010 по 2014 гг.), в том числе 7 в журналах из перечня ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертация содержит 137 страниц, в том числе 89 рисунков, 9 таблиц, список литературы из 72 наименований и состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и списка литературы.

ГЛАВА 1

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ НС НА СТОЙКОСТЬ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ОЯЧ. ИСПЫТАНИЯ НА ЛАЗЕРНЫХ УСТАНОВКАХ И НА УСКОРИТЕЛЯХ ОЯЧ

Общепринятым способом испытаний электронной компонентной базы (ЭКБ) на стойкость к воздействию отдельных ядерных частиц (ОЯЧ) является облучение на ускорителях ионов и протонов. Существуют также методы испытаний, которые можно рассматривать как альтернативные испытаниям на ускорителях, либо как дополняющие эти испытания. Речь идет об испытаниях ЭКБ с использованием лазерных источников ионизирующего излучения (ИИ). В данной главе будут рассмотрены следующие вопросы:

1.1. Испытания на лазерных установках и ускорителях ОЯЧ как альтернатива друг другу.

1.2. Совместное использование испытаний на ускорителе и методики сфокусированного лазерного воздействия.

1.3. Методика локального лазерного воздействия.

1.1. Испытания на лазерных установках и ускорителях ОЯЧ как альтернатива друг другу

Если рассматривать испытания на ускорителях и на лазерах как альтернативу друг другу, имеет смысл обратить внимание на достоинства и недостатки обоих методов. Рассмотрим последовательность действий при проведении испытаний обоих типов, отмечая их сходства и отличия.

1. Подготовка испытательной оснастки для испытываемой ИС, которая должна обеспечивать подачу питания, контроль функционирования и токов потребления ИС. Используемые при этом печатные платы и измерительное оборудование одинаковы для обоих типов испытаний. Отличие имеется в длине проводов, соединяющих часть оснастки, находящуюся в ускорительном зале, и часть, находящуюся в помещении, где работает испытатель. При испытаниях на ускорителе эти провода могут иметь длину порядка десяти метров [29], при испытаниях на лазере - не более метра (рисунок 1.1.1). Большая длина проводов приводит к дополнительному падению на них напряжения, необходимости контролировать напряжение непосредственно на выводах ИС и подстраивать напряжение источника питания.

2. Установка оснастки с ИС в вакуумную камеру при испытаниях на ускорителе либо на предметный столик лазерной установки. Необходимость установки испытываемого объекта в вакуумную камеру при испытаниях на ускорителе обусловлена сильным ослаблением энергии ионов в воздухе. Вакуум приводит к отсутствию охлаждения ИС благодаря конвекции. Испытания на лазерных установках обладают в этом смысле преимуществом, так как позволяют производить воздействие в обычных условиях (без вакуума).

Рисунок 1.1.1 - а - длинные провода, соединяющие испытываемый объект и измерительное оборудование при испытаниях на ускорителе протонов TRIUMPH (США) [29]; б - испытательная оснастка на лазерном источнике ФЕМТО-Т (НИЯУ «МИФИ»),

Воздействие на ИС ионизирующего излучения. Здесь имеется ряд различий, которые можно условно разделить на «физические», «технические» и «методические». 3.1. Физические различия :

а) Различие природы двух типов ИИ - ОЯЧ и лазерного излучения (ЛИ). Считается, что облучение частицами на ускорителях наиболее адекватно моделирует воздействие ОЯЧ в космосе, так как природа этих излучений одна и та же. Лазерное излучение имеет другую природу, однако основным результатом воздействия (значимым при исследовании одиночных эффектов) как ОЯЧ, так и лазерного излучения является ионизация полупроводника (генерация электронно-дырочных пар). Одиночные эффекты вызываются ничем иным как этой ионизацией (за исключением эффекта SEGR (Single Event Gate Rupture), который обусловлен ионизацией подзатворного диэлектрика МОП-структуры).

Несмотря на одинаковый результат воздействия (генерация электронно-дырочных пар) имеются различия в размерах треков ионизации лазерного излучения и ОЯЧ. Трек ионизации тяжелого иона непосредственно после пролета имеет диаметр порядка сотых долей микрона [63], [69]. Трек ионизации лазерного излучения имеет диаметр порядка нескольких микрон. Тем не менее, в работе [30] утверждается, что это различие не играет роли, так как оно исчезает в течение промежутка времени порядка 100 пс с момента образования трека вследствие растекания заряда благодаря диффузии.

Другое различие двух видов ИИ заключается в прозрачности металлизации ИС для ОЯЧ и непрозрачности ее для лазерного излучения. Решение этой проблемы лазерных испытаний отчасти заключается в использовании методики т. н. локального лазерного воздействия, которая рассматривается далее в разделе 1.3. Также решением может являться облучение со стороны подложки, однако не все интегральные схемы (ИС) можно вскрыть (удалить часть корпуса) со стороны подложки.

С другой стороны, имеются ИС, вскрытие которых возможно только со стороны подложки (ИС с перевернутыми кристаллами - flip-chip). Подложка ИС является непроницаемой преградой для короткопробежных ионов, но не для лазерного излучения. В этом случае испытания на лазерных установках являются практически единственным способом оценки параметров чувствительности ИС к воздействию ОЯЧ. Со стороны подложки ИС можно облучать также и протонами, но линейные потери энергии частиц в этом случае не превышают 14 МэВ см /мг. При лазерном обучении отсутствуют дозовые эффекты.

е) Ненулевая величина диаметра лазерного пучка на поверхности кристалла ИС может приводить к систематической погрешности в оценке сечения одиночных сбоев. Она же приводит к невозможности непосредственно определить пороговую энергию лазерного излучения, необходимую для возникновения одиночного эффекта при размерах чувствительной области меньших, чем размер лазерного пятна.

3.2. Технические различия:

а) Необходимость защищать измерительную оснастку от радиации [29].

б) Для изменения эффективного значения ЛПЭ падающих ионов проводят облучение под углом. При этом может возникать затенение объекта испытаний элементами оснастки [29].

в) Неоднородность пучка при облучении ионами и протонами приводит к тому, что различные части кристалла ИС оказываются облучены различными флюенсами [29].

3.3. Методические различия:

а) При испытаниях на ускорителе бывает необходимо принимать определенные меры при каждом возникновении одиночного эффекта. Тиристорные эффекты необходимо парировать выключением питания ИС на определенное время. При возникновении одиночных сбоев (ОС) в памяти, производится (хотя и не обязательно) ее перезапись. Отключить пучок на время, пока выполняются эти действия, невозможно. Приходящийся на это время (т. н. «мертвое время») флюенс частиц не дает вклада в возникновение одиночных эффектов (ОЭ). Поэтому приходится подсчитывать эффективный флюенс с учетом мертвого времени, что может вносить погрешность в определение флюенса. При прове-

дении лазерных испытаний имеется возможность выполнять проверку функционирования и тока потребления после каждого лазерного импульса и не производить дальнейшее воздействие, не дождавшись парирования одиночного эффекта, поэтому в лазерных испытаниях проблемы мертвого времени нет. При лазерном облучении всегда точно известны координаты облучаемой области и, соответственно, координаты области возникновения ОЭ. Информация о локализации ОЭ на кристалле при облучении ионами, как правило, недоступна. Проблема многократных сбоев. При облучении ионами от воздействия одной частицы может переключиться сразу несколько ячеек памяти. Возникновение многократного либо одиночного сбоя от воздействия одной частицы называется «событием». При этом сечение событий оказывается меньше сечения сбоев, а поскольку обычно контролируется именно количество сбоев, оценка частоты событий может оказаться завышенной, если только не контролировать наличие сбоев после воздействия каждого иона.

1.2. Совместное использование испытаний на ускорителе и методики сфокусированного лазерного воздействия

Испытания на ускорителе и лазерном источнике можно использовать как дополняющие друг друга. При испытаниях на ускорителе ионов снимается зависимость сечения ОЭ от линейных потерь энергии (ЛПЭ) падающих ионов (рисунок 1.2.1).

1.Е+00

1.Е-01

(N 2 о

й

¿> 1.Е-02

1.Е-03

I ■

1.Е-04

1.Е-05

—I— 20

—I—

40

—I— 60

—I— 80

ЛПЭ, МэВ см2/мг

100

Рисунок 1.2.1 - Зависимость сечения ОС от ЛПЭ ионов для СОЗУ CY62256 ф.

Cypress [28].

Для оценки частоты ОЭ в космосе зависимость сечения ОЭ от ЛПЭ должна быть умножена на спектр частиц в космосе и проинтегрирована по ЛПЭ [31] (рисунок 1.2.2):

V, = 21Т jocose, ■ sine, ■ d%z Q.cose^ ■ <p(.Lz) - dLz, (1.2.1) где 0Z - угол падения ионов на плоскость ИС,

Ьг — линейные потери энергии ОЯЧ при нормальном падении,

Ь-о — пороговые линейные потери энергии ОЯЧ, при которых начинается сбой

а - сечение сбоя ИС от действия ОЯЧ, нормально падающих на плоскость ИС, <р - дифференциальный спектр линейных потерь энергии, усредненный за время работы ИС в условиях воздействия ОЯЧ.

LET

Рисунок 1.2.2 - Интеграл произведения дифференциального спектра ОЯЧ ф на сечение ОЭ ооэ по ЛПЭ дает частоту ОЭ vm.

Однако вначале экспериментальная зависимость сечения ОЭ от ЛПЭ должна быть аппроксимирована функцией Вейбулла [31J:

где (т0 - сечение насыщения ОЭ, - параметр аппроксимации.

При испытаниях на ускорителе обычно получается лишь несколько экспериментальных точек зависимости сечения ОЭ от ЛПЭ в виду дискретности значений ЛПЭ ионов и небольшого числа используемых типов ионов. Аппроксимация лишь по нескольким точкам может иметь значительную погрешность. В то же время, лазерные методы позволяют варьировать энергию воздействия не-

ИС,

(1.2.2)

прерывно и получать неограниченное число точек зависимости сечения ОЭ от энергии лазерного излучения (рисунок 1.2.3). Сечение ОЭ определяется путем сканирования кристалла ИС в соответствии со следующей формулой:

ЛГ0Э

= ту-, (1.2.3)

''УИМПуЛЬСОБ_ЛИ

где 5#с - площадь кристалла ИС, А^оэ - количество зарегистрированных при сканировании ОЭ, Атттулъсов_ли - общее число импульсов ЛИ.

Рисунок 1.2.3 - Зависимость сечения ОС от энергии лазерного излучения для СОЗУ CY62256 ф. Cypress [28]. Длина волны 870 нм, диаметр пятна 2.5 мкм.

Сканирование кристалла лазерным пучком позволяет непосредственно определить зависимость сечения ОЭ от энергии ЛИ, но не от ЛПЭ. Полагая, что эффективное значение ЛПЭ лазерного излучения линейно зависит от энергии, можно привести зависимость сечения ОЭ от энергии ЛИ к зависимости сечения ОЭ от ЛПЭ ионов, добиваясь при этом наилучшего совпадения этих двух зависимостей (рисунок 1.2.4).

1.00Е+00

1.00E-01

ts 1.00E-02 S о

° 1.00E-03

1.00E-04

1.00E-05

♦ ♦ ♦

I ■

♦

"1-r

0 20 40 60 80 100 ЛПЭ, МэВ см2/мг

Рисунок 1.2.4- Совмещенные зависимости сечения ОС от ЛПЭ при испытаниях статического ОЗУ CY62256 ф. Cypress на ускорителе ионов и лазерном источнике.

Описанная методика лазерных испытаний, включающая сопоставление зависимости сечения ОЭ от ЛПЭ ионов и зависимости сечения ОЭ от энергии лазерного импульса, носит название «методика сфокусированного лазерного воздействия», если при получении зависимости сечения ОЭ от энергии лазера сканирование производится сфокусированным лазерным пучком.

1.3. Методика локального лазерного воздействия

Альтернативой методике сфокусированного лазерного воздействия служит методика локального лазерного воздействия [33], авторами которой являются А. И. Чумаков, А. А. Печенкин, О. Б. Маврицкий, А. Н. Егоров, А. В. Яненко. Воздействие было названо «локальным» с целью подчеркнуть его отличие от «однородного» лазерного воздействия, когда облучению подвергается весь кристалл ИС (при испытаниях на стойкость к воздействию факторов ядерного взрыва). Далее для краткости методика локального лазерного воздействия будет называться просто «локальная методика». При локальном лазерном воздействии при каждом лазерном импульсе облучению подвергается небольшая область кристалла, а диаметр лазерного пятна варьируется в диапазоне от 2.5 до 100 мкм.

Методику локального лазерного воздействия отличает то, что она:

1) использует не только сфокусированное, но и расфокусированное излучение;

2) позволяет оценить коэффициент пропорциональности между энергией лазерного излучения и эквивалентным значением ЛПЭ ионов одними лишь лазерными методами, не прибегая к испытаниям на ускорителе ионов.

Воздействие сфокусированным и расфокусированным лазерным пучком. В области фокуса лазерного пучка лучи идут параллельно друг другу (рисунок 1.3.1а). Если поверхность ИС находится в фокусе, то имеет место ситуация, изображенная на рисунке 1.3.16. Расфокусированное же излучение используется в локальной методике, так как предполагается, что оно лучше проникает сквозь слои металлизации, чем сфокусированное благодаря расходимости пучка и переотражениям между слоями металлизации (рисунок 1.3.1в).

(а) лазерный пучок

#%1Ш1Й> »К

»iu'iiiiiimiieiifil

р Gltoi nDitra*

(б) сфокусированное излучение

(в) расфокусированное излучение

Рисунок 1.3.1 - Расфокусированное лазерное излучение лучше проникает сквозь слои металлизации, чем сфокусированное.

Связь энергии лазерного излучения и ЛПЭ. Рассмотрим вывод формулы, связывающей энергию лазерного излучения и его эквивалентное значение ЛПЭ. Под эквивалентностью энергии лазерного излучения и линейных потерь энергии иона LET понимается равенство количества электронно-дырочных

Заключение диссертации по теме «Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления», Савченков, Дмитрий Владимирович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным результатом работы явилось развитие научно-методических и аппаратно-программных средств проведения лазерных экспериментальных исследований и испытаний ИС на стойкость к воздействию ОЯЧ КП. Разработанные аппаратно-программные средства автоматизируют все этапы лазерных испытаний, на порядок и более снижают их трудоемкость. Также решены некоторые научно-методические задачи, возникающие в ходе проведения лазерных испытаний. Разработанные аппаратно-программные средства и методики апробированы при испытаниях более 100 ИС. Таким образом, поставленная в работе цель развития методических и аппаратно-программных средств проведения лазерных испытаний выполнена.

Основные научные результаты работы:

1. Предложен метод определения зависимости сечения одиночных эффектов от эффективных ЛПЭ лазерного излучения, учитывающий неравномерность распределения по кристаллу коэффициента оптических потерь излучения на металлизации, позволивший повысить достоверность оценки параметров чувствительности ИС к воздействию ОЯЧ лазерными методами. 2 Предложен и обоснован алгоритм выбора оптимальных параметров лазерного излучения для исследования ОЭ в структурах с многослойной металлизацией, что дало возможность повысить адекватность оценок параметров чувствительности ИС к воздействию ОЯЧ лазерными методами путем выбора параметров лазерного излучения. 3. Разработана методика коррекции получаемых значений сечений ОС, учитывающая ненулевые размеры пятна лазерного излучения и позволившая уменьшить погрешность экспериментального определения сечений ОС при проведении лазерных испытаний.

Основные практические результаты работы:

1. Разработаны аппаратно-программные средства, автоматизирующие все этапы лазерных испытаний, на порядок и более снижающие их трудоемкость. Получены 4 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ.

2. Проведены лазерные испытания более 100 типов современных ИС и БИС с многослойной металлизацией.

3. Результаты диссертации вошли в отчетные материалы по НИР и составным частям ОКР (14К035-ТЭЧ, ЛТ150-ТЗЧ, АСН-РМ-ИИКП, Перспектива-ТЗЧ, Энергия-1-ТЗЧ, Процессор ВСП-2, Цифра-3, БИВК-14Ф31-СВВ, Пер-спектива-ТЗЧ-СПЭЛС, Империал), выполняемых в интересах Минобороны РФ, Росатома и предприятий оборонного комплекса (ГУП НПЦ «ЭЛВИС», ЗАО «ПКК Миландр», ЗАО НТЦ «Модуль», ОАО «НИИ КП», ОАО «РИРВ», ООО «ИРЗ ТЕСТ», ФГУП «ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс», ФГУП ВО «Радиоэкспорт»)

4. Разработанные научно-методическое обеспечение и аппаратно-программные средства внедрены в ОАО «ЭНПО СПЭЛС», ОАО «НИИКП», ЗАО «МЦСТ».

5. Результаты диссертации внедрены в ОАО «ЭНПО СПЭЛС» при радиационных испытаниях отечественных и зарубежных ИС, комплектующих бортовую аппаратуру, на стойкость к факторам космического пространства в аппаратуре изделий 14Ф142, 14Ф148, Спектр-РГ, 14Ф137, Ках8аи2, ЛТ150, Резонанс, 14В120, 14Р736, ФСЧ-Б, Эльбрус-2С+, АЫТ ХС, БИВК КА 14Ф31, Луч-5В.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Савченков, Дмитрий Владимирович, 2014 год

ЛИТЕРАТУРА

[1] Д. В. Савченков, А. С. Печенкин, Автоматизированный лазерный имитационный испытательный комплекс, 14-я Международная телекоммуникационная конференция молодых ученых и студентов «Молодежь и наука», Москва 2010.

[2] Д. В. Савченков, А. С. Печенкин, Автоматизация лазерных имитационных испытаний, Научная сессия МИФИ-2011.

[3] A.C. Тарараксин, Д.В. Савченков, A.A. Печенкин, Автоматизация радиационных испытаний на стойкость к воздействию отдельных заряженных частиц с использованием аппаратно-программного комплекса National Instruments и технологий .NET, Спецтехника и связь (входит в перечень ВАК), Москва 2011, С. 14-17.

[4] Егоров А.Н., Маврицкий О.Б., Чумаков А.И., Никифоров А.Ю., Телец В.А., Печенкин A.A., Яненко A.B., Кольцов Д.О., Савченков Д.В., Лазерные имитаторы «ПИКО» для испытаний электронной компонентной базы на стойкость к воздействию отдельных ядерных частиц, Спецтехника и связь (входит в перечень ВАК), №4-5, Москва 2011, С. 8-13.

[5] Д.В. Савченков, Д.Е. Протасов, A.A. Печенкин, А. С. Тарараксин, Метод предотвращения катастрофических отказов ИС введением в цепь питания токоограничивающих резисторов, Радиационная стойкость электронных систем «Стойкость-2011», научно-технический сборник, С. 71-72.

[6] Яненко A.B., Чумаков А.И., Печенкин A.A., Савченков Д.В., Тарараксин A.C., Васильев А.Л., Сравнительный анализ испытаний электронной компонентной базы на стойкость к воздействию отдельных ядерных частиц на лазерных имитаторах и ускорителях ионов, Спецтехника и связь (входит в перечень ВАК), №4-5, Москва 2011, С. 4-7.

[7] А. В. Яненко, А. О. Ахметов, Л. Н. Кессаринский, А. Г. Петров, А. А. Печенкин, Д. В. Савченков, Сравнительный анализ результатов исследований

( «'.,< и Ч' (I , I , < „ '.ill* (

и Ii' , < '-Yл Iй и ' ' 1 h у'' ¡I'V > г ч v -

одиночных эффектов от отдельных ядерных частиц на различных испытательных установках, Научная сессия МИФИ-2011.

[8] Савченков Д.В., Тарараксин A.C., Печенкин A.A., Автоматизация лазерных имитационных испытаний, «Стойкость-2011», научно-технический сборник, С. 221-222.

[9] Alexander I. Chumakov, Alexander A. Pechenkin, Dmitry V. Savchenkov, Alexander S. Tararaksin, Alexey L. Vasil'ev and Andrey V. Yanenko, Local Laser Irradiation Technique for SEE Testing of ICs, The Conference on Radiation Effects on Components and Systems RADECS-2011.

[10] Д.В. Савченков, A.A. Печенкин, Корректировка сечений одиночных эффектов в КМОП ИС, полученных лазерными имитационными методами, Научная сессия МИФИ-2012.

[11] Нигматуллин P.P., Савченков Д.В., Бобровский Д.В., Гославский A.B., Особенности катастрофического тиристорного эффекта в плис ХС95144, Радиационная стойкость электронных систем «Стойкость-2012», научно-технический сборник, С. 135-136.

[12] Нигматуллин P.P., Савченков Д.В., Тарараксин A.C., Яненко A.B., Предотвращение катастрофического тиристорного эффекта в интегральных схемах семейства ADuMlxxx, Радиационная стойкость электронных систем «Стойкость-2012», научно-технический сборник, С. 121-122.

[13] Печенкин A.A. Савченков Д.В., Протасов Д.Е., Кольцов Д.О., Выбор оптимальной длины волны лазерного излучения для испытаний на стойкость к ТЗЧ при облучении с тыльной стороны кристалла, Радиационная стойкость электронных систем Стойкость-2012, научно-технический сборник, С. 240242.

[14] Д.В. Савченков, A.A. Печенкин, А.И. Чумаков, Исследование тиристорных эффектов при воздействии лазерным излучением с различными характеристиками, «Стойкость-2012», научно-технический сборник, С. 117-118.

[15] Д.В. Савченков, Корректировка значений сечения одиночных эффектов в ИС, полученных лазерными имитационными методами, Радиационная стойкость электронных систем «Стойкость-2012», научно-технический сборник, С. 119-120.

[16] Савченков Д. В., Тарараксин А. С., Распределенная система управления лазерными имитационными испытаниями, 14-я Российская научно-техническая конференция «Электроника, микро- и наноэлектроника», Суздаль 2012. Сборник научных трудов/под ред. В.Я. Стенина.- М.:МИФИ, 2012.

[17] Alexander I. Chumakov, Dmitry V. Savchenkov, Alexander A. Pechenkin, Alexey L. Vasil'ev, Alexey O. Akhmetov, Andrey N. Egorov, Oleg B. Mavritskiy, Alexander S. Tararaksin and Andrey V. Yanenko, SEE Under Laser Radiation with Différent Puise Durations and Wavelengths, The Conférence on Radiation Effects on Components and Systems RADECS-2012.

[18] A.C. Тарараксин, P.P. Нигматуллин, Д.В. Савченков, C.A. Соловьев, A.B. Яненко, Методики исследования и предотвращения развития катастрофического отказа вследствие одиночного тиристорного эффекта, V Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем МЭС-2012», Сборник трудов (входит в перечень ВАК), М.: ИППМ РАН, 2012, С. 628-633.

[19] А.И. Чумаков, A.JI. Васильев, А.А. Печенкин, Д.В. Савченков, А.С. Тарараксин, А.В. Яненко, Оценка параметров чувствительности БИС к эффектам воздействия отдельных ядерных частиц с использованием лазерной и импульсной гамма- установок, V Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем МЭС-2012», Сборник трудов (входит в перечень ВАК), М.: ИППМ РАН, 2012, С. 594-597.

[20] А.И. Чумаков, А.Л. Васильев, A.A. Печенкин, Д.В. Савченков, A.C. Тарараксии, A.B. Яиеико, Совместное использование лазерной и импульсной гамма установок при оценке параметров чувствительности БИС к эффектам воздействия отдельных ядерных частиц, Микроэлектроника (входит в перечень ВАК), Том 41 №4, Москва 2012, С. 243-247.

[21] Д.В. Савченков, A.A. Печенкин, А.И. Чумаков, Влияние конечного размера пятна облучения на достоверность оценки сечений одиночных эффектов лазерными имитационными методами, Известия вузов. Электроника (входит в перечень ВАК), №5 (97) Москва 2012, С. 71-77.

[22] Д.В. Савченков, Чувствительность ИС к локальным радиационным эффектам при воздействии лазерного излучения с различными длинами волн, Научная сессия НИЯУ МИФИ-2013, Аннотации докладов, том 1, С. 105.

[23] JI.H. Кессаринский, Д.В. Савченков, A.A. Печенкин, A.B. Яненко, B.C. Анашин, П.А. Чубунов, Результаты сравнительных исследований одиночных эффектов в операционном усилителе при воздействии ионов и пикосе-кундного лазера, Радиационная стойкость электронных систем Стойкость-2013, научно-технический сборник, С. 151-152.

[24] Д.В. Савченков, А.Л. Васильев, A.B. Осипов, Исследования одиночного тиристорного эффекта в процессоре 1891ИМ7Я, Радиационная стойкость электронных систем Стойкость-2013, научно-технический сборник, С. 165166.

[25] Д.В. Савченков, А.Г. Петров, A.B. Яненко, А.И. Чумаков, П.А. Чубунов, B.C. Анашин, С.А. Яковлев, Сравнительные исследования тиристорных эффектов и сбоев в ОЗУ на ускорителе ионов и лазерном имитаторе, Радиационная стойкость электронных систем Стойкость-2013, научно-технический сборник, С. 167-168.

[26] A.A. Печенкин, А.И. Чумаков, Д.В. Савченков, A.C. Тарараксин, П.В. Некрасов, Л.Н. Кессаринский, П.А. Чубунов, Исследования одиночных эф-

фектов на ускорителе ионов и пикосекундном лазере, 15-я Российская научно-техническая конференция «Электроника, микро- и наноэлектроника», Суздаль 2013. Сборник научных трудов/под ред. В.Я. Стенина.- М.:МИФИ, 2013.

[27] Alexander I.Chumakov, Alexander A. Pechenkin, Dmitry V. Savchenkov, Leonid N. Kessarinsky, Alexey L. Vasil'ev, Andrey V. Yanenko, Vasiliy S. Anashin, Pavel V. Chubunov, Compendium of SEE comparative results under ion and laser irradiation, The Conference on Radiation Effects on Components and Systems RADECS-2013.

[28] Dmitry V. Savchenkov, Alexander I. Chumakov, Andrey G. Petrov, Alexander

A. Pechenkin, Andrey N. Egorov, Oleg B. Mavritskiy, Andrey V. Yanenko, Study of SEL and SEU in SRAM Using Different Laser Techniques, The Conference on Radiation Effects on Components and Systems RADECS-2013.

[29] James R. Schwank, Marty R. Shaneyfelt, and Paul E. Dodd, Radiation Hardness Assurance Testing of Microelectronic Devices and Integrated Circuits: Test Guideline for Proton and Heavy Ion Single-Event Effects, SANDIA NATIONAL LABORATORIES DOCUMENT SAND 2008-6983P.

[30] Печенкин А. А., Лазерные методы оценки стойкости КМОП БИС к тири-сторным эффектам при воздействии отдельных ядерных частиц, Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.

[31] Микросхемы интегральные. Методы испытаний и оценки стойкости больших и сверхбольших интегральных схем к одиночным сбоям от воздействия отдельных высокоэнергичных тяжелых заряженных частиц и протонов космического пространства / Герасимов В.Ф., Никифоров. А.Ю., Телец

B.А. и др. // РД В 319.03.24-97, М.: 22 ЦНИИИМО, 1997, 58 с.

[32] Методика оценки параметров чувствительности ИС к тиристорному эффекту при воздействии отдельных ядерных частиц / Чумаков А.И., Печенкин А.А, Егоров А.Н., Маврицкий О.Б, Баранов С.В., Васильев А.Л., Янен-

ко A.B. // Микроэлектроника, 2008, том 37, №1. - М.: «Наука», 2008. -С.45-51.

[33] А. И. Чумаков, А. В. Яненко, Ю. И. Сыцько, А. С. Артамонов, А. Г. Бав-рин, Н. В. Еремин, С. И. Майоров, С. А. Малюдин, А. Ю. Никифоров, Ю. И. Помазан, Физико-математическое моделирование эффектов от отдельных ядерных частиц в элементах интегральных схем, Инженерная физика, №2, Москва, 1999.

[34] Fundamentals of the Pulsed Laser Technique for Single-Event Upset Testing. / Fouillat P., Pouget V., McMorrow D., Darracq F., Buchner S., Lewis D. // Radiation Effects on Embedded Systems, 2007, Springer, p. 121-141.

[35] P. Marchenko et al., Interaction of highly focused vector beams with a metal knife-edge,2011 Optical Society of America.

[36] Чумаков А.И. Действие космической радиации на ИС. М.: Радио и связь. 2004. 320 с.

[37] Шен И. Р. Принципы нелинейной оптики. М.: Наука. 1989. 560 с.

[38] Demonstration of Single-Event Effects Induced by Through-Wafer Two-Photon Absorption, McMorrow D., Buchner, S., Lotshaw W.T.,Melinger J.S., Maher M., Savage M.W.,IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE, VOL. 51, NO. 6, DECEMBER 2004, pp. 3553-3557.

[39] Laser simulation of SEE due to localized ionization in dielectric structures, Chugg A.M., English R., Parker S., Burneil A.J., Radiation and Its Effects on Components and Systems (RADECS), 2008, pp. 381-385.

[40] SEL-Sensitive Area Mapping and the Effects of Reflection and Diffraction From Metal Lines on Laser SEE Testing, Dodds N.A., Hooten N.C., Reed R.A., Schrimpf R.D., Warner J.H., Roche N.J.-H., McMorrow D., Buchner S., Jordan S., Pellish J.A., Bennett W.G., Gaspard N.J., King M.P., Transactions on Nuclear Science, Volume 60, Issue 4,Part 1, 2013, pp. 2550 - 2558.

[41] Single-event upset in flip-chip SRAM induced by through-wafer, two-photon absorption, McMorrow D., Lotshaw W.T., Melinger J.S., Buchner S., Davis

J.D., Lawrence R.K., Bowman J.H., Brown R.D., Carlton D., Pena J., Vasquez J., Haddad N., Warren K., Massengill L., Transactions on Nuclear Science, Volume 52, Issue 6, Part 1, 2005, pp. 2421 - 2425.

[42] TPA Laser and Heavy-Ion SEE Testing: Complementary Techniques for SDRAM Single-Event Evaluation, Ladbury R.L., Benedetto J., McMorrow D., Buchner S.P., LaBel K.A., Berg M.D., Kim H.S., Sanders A.B., Friendlich M.R., Phan A., Transactions on Nuclear Science, Volume 56, Issue 6, Part 1, 2009, pp. 3334 - 3340.

[43] Direct Comparison of Charge Collection in SOI Devices From Single-Photon and Two-Photon Laser Testing Techniques, James R. Schwank et al, Transactions on Nuclear Science, vol. 58, NO. 3, JUNE 2011, pp. 820-826.

[44] Comparison of Single and Two-Photon Absorption for Laser Characterization of Single-Event Upsets in SOI SRAMs, James R. Schwank et al,Transactions on Nuclear Science, vol. 58, NO. 6, DECEMBER 2011.

[45] Backside optical measurements of picosecond internal gate delays in a flip-chip packaged silicon VLSI circuit, Heinrich H.K., Pakdaman N., Kent D.S., Cropp L.M., Photonics Technology Letters, Volume 3, Issue 7, 1991, pp. 673 - 675.

[46] Laser-assisted SER estimation in advanced CMOS technologies,Ascazubi R., Modoran G., Gill B., Seifert N., Reliability Physics Symposium (IRPS), 2013,pp. 3D.5.1 - 3D.5.5.

[47] TPA laser source for SEE test at UCM Lopez-Calle I., Franco F.J., Agapito J.A., Izquierdo J.G., Reviriego P., Maestro J.A., Radiation and Its Effects on Components and Systems (RADECS), 2011, 2011, pp. 454 - 457.

[48] 70 nm resolution in sub-surface two-photon optical beam induced current microscopy through pupil-function engineering in the vectorial focusing regime, Serrels K.A., Ramsay E., Reid D.T., Lasers and Electro-Optics, Conference on Quantum electronics and Laser Science Conference., 2009, pp. 1-2.

[49] Functional failure analysis on analog device by optical beam induced current technique, Tan K.T., Tan S.H., Ong S.H., Physical & Failure Analysis of Integrated Circuits, 1997, pp. 296 - 301.

[50] High-voltage planar junctions investigated by the OBIC method, Stengl Reinhard, Transactions on Electron Devices, Volume 34, Issue 4, 1987, pp. 911-919.

[51] Identification of some key parameters for photoelectric laser stimulation of IC: an experimental approach, Perdu P., Desplats R., Sanchez K., Beaudoin F., Lewis D., Pouget V., Douin A., Fouillat P., Physical and Failure Analysis of Integrated Circuits, 2005, pp. 21 - 26.

[52] NSF research experiences for undergraduates summer projects: 1. Measuring electrical properties of polycrystalline films 2. Calibrating a spectral quantum efficiency system 3. Implementing an optical beam induced current (OBIC) system, Whitacre J., McNett K., Miller B., Bohn R.G., Compaan A.D., Photovoltaic Specialists Conference, 1993, pp. 592 - 596.

[53] OBIC studies: Classification of structural defects and their influence on the performance of MOCVD grown GaAs solar cells, Tang X., Boots P.J.M., Giling L.J., Photovoltaic Specialists Conference,vol.1, 1990, pp. 348-352.

[54] Optical beam induced current microscopy at DC and radio frequency, Fu-Jen Kaoa, Jian-Cheng Chena, Sheng-Chih Shiha, Alan Weia, Sheng-Lung Huangb, Tzyy-Sheng Horngc, Peter Torok, Optics Communications, 2002, pp. 39^5.

[55] Optimizing Pulsed OBIC Technique for ESD Defect Localization, Essely F.,Guitard N., Darracq F., Pouget V., Bafleur M., Perdu P., Touboul A., Lewis D., , Transactions on Device and Materials Reliability, Volume 7, Issue 4, 2007, pp. 617-624.

[56] Photoacoustic and OBIC measurements on planar high-voltage p+ -n junctions Flohr T., Helbig R., IEEE Transactions on Electron Devices, Volume 35, Issue 10, Part 1, 1988, pp. 1683-1686.

[57] Investigation of three-dimensional imaging of a silicon flip-chip using two-photon optical beam induced current microscopy, Ramsay E., Reid D.T., Wilsher K., Lasers and Electro-Optics Europe, 2003.

[58] Single contact optical beam induced currents (SCOBIC)-technique and applications, Chin J.M., Palaniappan M., Phang J.C.H., Chan D.S.H., Soh C.E., Gilfeather G., Physical and Failure Analysis of Integrated Circuits, 2001,pp. 4249.

[59] Solid-immersion imaging of a silicon flip-chip with a resolution of 325 nm using the optical-beam induced current method, Ramsay E., Pleynet N., Xiao D., Warburton R.J., Reid D.T., Lasers and Electro-Optics, Vol. 1, 2005, pp. 663-665.

[60] A New Approach for Single-Event Effects Testing With Heavy Ion and PulsedLaser Irradiation: CMOS/SOI SRAM Substrate Removal, Nderitu Kanyogoro, Stephen Buchner, Dale McMorrow, Harold Hughes, Michael S. Liu, A1 Hurst, and Charles Carpasso, Transactions on Nuclear Science, vol. 57, NO. 6, DECEMBER 2010, pp. 3414-3418.

[61] A New Technique for SET Pulse Width Measurement in Chains of Inverters Using Pulsed Laser Irradiation, V. Ferlet-Cavrois et al, Transactions on Nuclear Science, vol. 56, NO. 4, AUGUST 2009, pp. 2014-2020.

[62] Application of a Pulsed Laser for Evaluation and Optimization of SEU-Hard Designs, Dale McMorrow, Joseph S. Melinger and Stephen Buchner, Thomas Scott, Ronald D. Brown, and Nadim F. Haddad, Transactions on Nuclear Science, vol. 47, NO. 3, JUNE 2000, pp. 559-565.

[63] P. E. Dodd, O. Musseau,M. R. Shaneyfelt, F. W. Sexton, C. D'hose, G.L. Hash, M. Martinez, R. A. Loemker, J.-L. Leray, and P. S. Winokur, Impact of ion energy on single-event upset, IEEE Trans. Nucl. 5c/.,vol. 45, no. 6, pp. 24832491, Dec. 1998.

[64] D. McMorrow, W. T. Lotshaw, J. S. Melinger, S. Buchner, and R. L. Pease, "Subbandgap laser-induced single event effects: Carrier generation via two-

photon absorption," IEEE Trans. Nucl. Sei., vol. 49, no.6, pp. 3002-3008, Dec. 2002.

[65] Comparison of Single Event Transients Generated at Four Pulsed-Laser Test Fa-cilities-NRL, IMS, EADS,JPL, S. Buchner et al, Transactions on Nuclear Science, vol. 59, NO. 4, AUGUST 2012.

[66] Critical Evaluation of The Pulsed Laser Method for Single Event Effects Testing and Fundamental Studies, J.S. Melinger, S. Büchner, D. McMorrow, W.J. Stapor, T.R. Weatherford, and A.B. Campbell, Transactions on Nuclear Science, vol. 41, NO. 6, DECEMBER 1994, pp. 2574-2584.

[67] Investigations of Single-Event Upsets and Charge Collection in Micro-Electronics Using Variable-Length Laser-Generated Charge Tracks, J. S. Melinger, D. McMorrow, S. Buchner, A.R. Knudson, L. H. Tran, and A. B. Campbell, Transactions on Nuclear Science, vol. 45, NO. 3, JUNE 1998, pp. 1487-1493.

[68] Laser-Induced Latchup Screening and Mitigation in CMOS Devices, Dale McMorrow et al, Transactions on Nuclear Science, vol. 53, NO. 4, AUGUST 2006, pp. 1819-1824.

[69] Pulsed-Laser Testing for Single-Event Effects Investigations, Stephen P. Büchner, Florent Miller, Vincent Pougetand Dale P. McMorrow, Transactions on Nuclear Science, vol. 60, NO. 3, JUNE 2013, pp. 1852-1875.

[70] Никифоров А.Ю., Скоробогатов П.К. Физические основы лазерного имитационного моделирования объемных ионизационных эффектов в ИС и ПП: Нелинейная модель // Микроэлектроника. 2006. Т. 35. № 3. С. 164177.

[71] A. Douin, V. Pouget, F. Darracq, D. Lewis, P. Fouillât, and P. Perdu, Influence of laser pulse duration in single event upset testing, Trans. Nucl. Sei., vol. 53, no. 4, pp. 1799-1805, Dec. 2006.

[72] M.A. Green and M. Keevers, "Optical properties of intrinsic silicon at 300 К Progress in Photovoltaics, vol.3, no.3, pp.189-92, (1995).

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

БИС — большая интегральная схема

БКЛИ — блок контроля лазерного излучения

ВАХ — вольтамперная характеристика

ДФП — двухфотонное поглощение

ИИ — ионизирующее излучение

ИР — ионизационная реакция

ис — интегральная схема

КА — космический аппарат

кп — космическое пространство

ЛВС — локальная вычислительная сеть

ли — лазерное излучение

лпэ — линейные потери энергии

ООП — объектно-ориентированное программирование

ОС — одиночный сбой

ОУ — операционный усилитель

оэ — одиночный эффект

ПЗУ — постоянное запоминающее устройство

ПК — персональный компьютер

ПЛИС — программируемая логическая интегральная схема

по — программное обеспечение

ОЗУ — оперативное запоминающее устройство

ояч — тяжелая заряженная частица

тэ — тиристорный эффект

ФК — функциональный контроль

ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь

ЭВМ — электронно-вычислительная машина

ЭКБ — электронная компонентная база

CLR — Common Language Runtime

N1 — National Instruments

SEE — Single Event Effect

SEL — Single Event Latchup

SET — Single Event Transient

SEU — Single Event Upset