научный журнал по электронике и радиотехнике Микроэлектроника ISSN: 0544-1269

БАКЕРЕНКОВ А.С., БЕЛЯКОВ В.В., ПЕРШЕНКОВ В.С., РОМАНЕНКО А.А., САВЧЕНКОВ Д.В., ШУРЕНКОВ В.В. — 2012 г.

Предложена методика экстракции подстроечных параметров конверсионной модели эффекта низкой интенсивности в биполярных микросхемах. Методика основана на исследовании послерадиационного отжига и высокотемпературном облучении. По результатам исследований двух типов биполярных транзисторов определены параметры конверсионной модели и восстановлены S-образные характеристики исследованных приборов, которые могут быть использованы для прогнозирования их долговременной работоспособности при воздействии ионизирующего излучения низкой интенсивности в условиях космического пространства.

ЖУКОВ В.А., ШПАРТЬКО П.В. — 2012 г.

Разработана численно-аналитическая модель процесса зарядки конического диэлектрического кольца параллельным его оси и имеющим постоянную объемную плотность пучком ионов инертных газов. Показано, что в заряженном стационарном состоянии такое кольцо может быть использовано в качестве линзы. Показано, что при входном диаметре 0.8 мм, угле между образующей конуса и осью, равном 10-2 рад, и длине 1 мм эта линза будет иметь фокусное расстояние 3.4 мм, коэффициент сферической аберрации 0.76 м, коэффициент хроматической аберрации 14 мм. Такая линза может быть использована в качестве объектива в ионном микроскопе, который по разрешающей способности сравним с лучшими современными ионными микроскопами. В то же время такое устройство будет значительно дешевле.

ДАВЛЯТШИНА А.А., ЕФРЕМОВ А.М., СВЕТЦОВ В.И. — 2012 г.

Проведено исследование влияния начального состава смеси HCl O2 на стационарные параметры и состав плазмы тлеющего разряда постоянного тока (p = 40–200 Па, ip = 15–35 мА). Получены расчетные данные по энергетическим распределениям электронов, интегральным характеристикам электронного газа и составу плазмы. Установлено, что разбавление HCl кислородом не приводит к существенной деформации ФРЭЭ и сопровождается снижением интенсивности ионной бомбардировки поверхности, контактирующей с плазмой. Показано, что кинетика образования атомов хлора в значительной степени определяется атомно-молекулярными процессами.

МОРДВИНЦЕВ В.М. — 2012 г.

Приведен обзор результатов по энергонезависимой электрически перепрограммируемой памяти, использующей в качестве принципа функционирования самоформирование проводящих наноструктур с переменной шириной изолирующего зазора и проводимостью, значения которых зависят от величины приложенного электрического напряжения. Выполнено сравнение характеристик такой памяти для двух различных физико-химических механизмов: электрохимического осаждения и растворения металла в ячейке с твердым электролитом и образования проводящей среды в структуре металл–диэлектрик–металл (или полупроводник) при электроформовке. В обоих случаях толщина диэлектрика (или твердого электролита) должна составлять несколько десятков нанометров. Обсуждены основные технические проблемы и методы их решения при использовании кроссбар-архитектуры в качестве способа организации массива памяти на самоформирующихся проводящих наноструктурах: проблема электрической развязки ячеек в кроссбаре и проблема интерфейса между микро- и наноуровнями схемы.

2011

2011

CHANCHAL, MANEESHA GUPTA, VANDANA NIRANJAN — 2011 г.

Digital subthreshold logic provides extremely low power consumption since the power supplies are kept below the threshold voltage and using the small subthreshold current of MOS transistors to operate. In this paper, a body-bias technique to match the subthreshold currents of both the NMOS and PMOS transistors is explored and a Schmitt trigger circuit employing this bias technique is proposed. Extensive circuit simulations were conducted and the results were compared with standard body bias technique in terms of performance parameters. The simulation results were obtained with 0.18 technology parameters. The conclusion is that Schmitt trigger with this body biasing is suitable for high performance and ultra low power applications.

ЧУМАКОВ А.И. — 2011 г.

Представлены результаты расчетно-экспериментальных оценок для эквивалентных значений линейных потерь энергии тяжелых заряженных частиц из результатов экспериментальных исследований по чувствительности БИС к локальным радиационным эффектам с использованием методики локального лазерного облучения. В работе обоснована возможность пересчета энергии лазерного излучения в эквивалентные значения линейных потерь энергии с использованием результатов измерения ионизационной реакции в цепи питания БИС. В предлагаемой методике устранены неопределенности, обусловленные характеристиками взаимодействия оптического излучения с полупроводниковыми структурами.

МОСКОВСКАЯ Ю.М., РОМАНОВ А.А., УЛАНОВА А.В., ЧИСТИЛИН А.А. — 2011 г.

Представлены результаты исследования влияния имплантации ионов кислорода и кремния в слой кремния в структуре кремний на сапфире на кристаллическое совершенство слоя и на увеличение токов утечки n-канальных транзисторов, изготовленных на этих структурах.

КУЗНЕЦОВА И.А., ЧАПКИН А.В., ЮШКАНОВ А.А. — 2011 г.

Кинетическим методом решена задача о высокочастотной проводимости тонкой цилиндрической проволоки из металла. Использованы кинетические граничные условия, учитывающая зависимость коэффициента зеркальности от угла падения между вектором скорости электрона и нормалью к поверхности металла. Проведено сравнение полученных результатов с теоретическими расчетами для модели диффузно-зеркальных граничных условий Фукса.

ГРИДЧИН В.А., ЗИНОВЬЕВ В.Б., КАМАЕВ Г.Н., НЕИЗВЕСТНЫЙ И.Г., ЧЕБАНОВ М.А., ЧЕРКАЕВ А.С. — 2011 г.

Экспериментально исследовано влияние ширины поликремниевых мезатензорезисторов с диэлектрической изоляцией на их поверхностное сопротивление и тензочувствительность в условиях формирования пассивирующего покрытия из термического диоксида кремния. Обнаружено сильное возрастание поверхностного сопротивления при уменьшении ширины мезатензорезисторов в интервале 3 W 10 мкм, что связано с уменьшением поперечного сечения и сегрегацией примеси в ходе окисления. Тот же эффект наблюдается и для мезатензорезисторов, изготовленных на КНИ-структурах с монокристаллическим слоем кремния. Установлено, что уменьшение ширины приводит к возрастанию продольной тензочувствительности и падению поперечной. Температурный коэффициент сопротивления для более узких резисторов, легированных бором, для выбранной концентрации слабо уменьшается, а при легировании фосфором – остается постоянным. Предложена простая модель для объяснения поведения поверхностного сопротивления и тензочувствительности.

ЕМЕЛЬЯНОВ А.В., ЕМЕЛЬЯНОВ В.А., СЕНЬКО С.Ф. — 2011 г.

Проведены сравнительные испытания надежности систем металлизации с барьерными слоями кремния, сформированными в различных условиях. Показано, что использование гидрогенизированного аморфного кремния, полученного разложением моносилана при пониженной температуре, позволяет достигнуть максимальных значений энергии активации электромиграции. Тем не менее, для современных субмикронных ИС с высокоразвитым микрорельефом, основным фактором, определяющим их надежность, является изменение характеристик токопроводящих дорожек на ступеньках топологической структуры.

СТЕНИН В.Я., ЧЕРКАСОВ И.Г. — 2011 г.

Результаты исследования КМОП субмикронного статического ОЗУ с проектной нормой 0.18 мкм на основе КМОП ячеек памяти типа DICE с разными расстояниями между парами КМОП транзисторов, ответственными за хранение “0” (0.9 мкм) и хранении “1” (2.5 мкм), показали связь экспериментальных параметров чувствительности к одиночным сбоям при воздействии протонов с энергией 1 ГэВ и топологии ячеек памяти с разными расстояниями между чувствительными областями. Результаты моделирования в симуляторе Spectre САПР Cadence подтвердили, что значения критического заряда переключения ячеек памяти при хранении “1” в 10 раз больше, чем при хранении логического “0”, и соответственно большую сбоеустойчивость. Экспериментальные данные и результаты моделирования хорошо согласуются. Так, количество сбоев состояний логической “1” в КМОП ОЗУ с проектной нормой 0.18 мкм на основе ячеек памяти DICE в 5.5... 15 раз (в зависимости от напряжения питания) меньше, чем сбоев состояния логического “0”. Из результатов эксперимента следует также увеличение в среднем сечения одиночных сбоев для ОЗУ на ячейках памяти DICE в 3 раза при уменьшении напряжения питания банка ячеек памяти с 1.8 В до 0.7 В.

КОРОТКОВ А.С. — 2011 г.

Рассматриваются вопросы анализа и реализации микроэлектронного смесителя по схеме Гильберта на основе МОП-транзисторов. Приводятся методики расчета схемы по переменному и постоянному току, расчета шумов и нелинейных искажений. Результаты иллюстрируются примерами компьютерного моделирования.

ОЛЬЧЕВ С.И., СТЕНИН В.Я. — 2011 г.

Проведено исследование двухфазных субмикронных КМОП-логических элементов с проектной нормой 0.18 мкм, основанных на использовании двух симметричных каналов (фаз) передачи и преобразования сигнала. Основой двухфазной КМОП логики являются 2-транзисторные и 4-транзисторные КМОП-конверторы, на основе которых образуются двухфазные инверторы, элементы И-НЕ, D- и RS-триггеры. Лучшими по совокупности параметров, включая сбоеустойчивость к эффектам воздействия отдельных ядерных частиц (по величине критического заряда переключения), размеры и быстродействие, являются двухфазные КМОП инверторы на 2-транзисторных конверторах с перекрестными связями их входов и элементы на их основе: элементы И-НЕ, D- и RS-триггеры также с перекрестными связями образующих их элементов. Определены значения критических зарядов переключения (сбоя) элементов двухфазной КМОП логики при воздействии отдельных ядерных частиц, вызывающих токи ионизации с постоянными времени спада (диффузионная составляющая) от 0.3 нс до 2.0 нс.

КОРОТКОВ А.С., МОРОЗОВ Д.В., ПИЛИПКО М.М. — 2011 г.

В работе представлены результаты разработки дельта-сигма модулятора аналого-цифрового преобразователя с троичным кодированием данных. Коэффициент передискретизации равен 54. Тактовая частота выбрана 100 МГц. Предложенные схемотехнические решения ориентированы на изготовление по стандартной 0.18 мкм МОП технологии и двуполярное питание ±0.9 В. Работоспособность схем подтверждена результатами моделирования.

КОРОТКОВ А.С., МОРОЗОВ Д.В., ПИЛИПКО М.М. — 2011 г.

Представлены результаты разработки децимирующего фильтра дельта-сигма аналого-цифрового преобразователя с троичным кодированием данных. Фильтр понижает тактовую частоту дельта-сигма модулятора 100 МГц в 27 раз. Предложенные схемотехнические решения ориентированы на изготовление по 0.18 мкм МОП технологии и двуполярное питание ±0.9 В. Работоспособность схем подтверждена результатами функционального и схемотехнического моделирования с использованием программных средств MatLab и Cadence Design Systems.

БОРИСЕНКО В.Е., ДАНИЛЮК А.Л., КОСТРОВ А.И., СТЕМПИЦКИЙ В.Р. — 2011 г.

Разработана динамическая поведенческая модель интегральной ячейки памяти на эффекте туннельного магнитосопротивления, в которой гистерезисная и временная характеристики описаны на основе уравнения Ландау–Лифшица–Гильберта. Применение модели продемонстрировано для элемента магниторезистивной памяти нового поколения в интегральном исполнении на кремнии. Рассчитаны переходные и вольт-амперные характеристики ячейки памяти для различных значений толщины туннельного диэлектрика, показана динамика изменения угла намагниченности свободного ферромагнитного слоя в зависимости от тока, протекающего в шине записи. Рассчитана величина туннельного магнитосопротивления, задержка переключения состояний ячейки памяти и максимальная рабочая частота.

ГАВРИЛЕНКО В.П., ЛАРИОНОВ Ю.В., МИТЮХЛЯЕВ В.Б., РАКОВ А.В., ТОДУА П.А., ФИЛИППОВ М.Н., ШАРОНОВ В.А. — 2011 г.

Предложен способ измерения размеров элементов нанорельефа на поверхности кремния, имеющих профиль с формой трапеции, в растровом электронном микроскопе при условии близости эффективного диаметра его электронного пучка и минимального размера участка элемента этой структуры. Продемонстрированы результаты измерений верхних оснований выступов тестовой структуры в диапазоне от 14 до 24 нм. Предложенный способ может использоваться при ускоряющем напряжении более 15 кВ.

КУДРЯВЦЕВ С.Е., ЛЕВИН В.Л., МОРДВИНЦЕВ В.М., СОГОЯН А.В. — 2011 г.

Приведены результаты экспериментального исследования радиационного поведения ячеек, использующих в качестве элемента памяти электроформованные открытые “сэндвич”-структуры Si SiO2 W, информация в которых кодируется шириной нанометрового изолирующего зазора в проводящей среде, возникающей на свободном торце пленки диоксида кремния в процессе электроформовки. Для ячеек контролировались вольт-амперные характеристики, определяющие их состояние (высоко- или низкопроводящее), до и после воздействия рентгеновской радиации с различными дозами облучения. Показано, что состояния ячеек памяти, определяемое током при напряжении от 1 до 1.5 В, в режиме хранения информации (при нулевых напряжениях на проводящих шинах) не меняется при самых высоких дозах воздействия ионизирующего излучения (до 6 млн. ед.). Значительные изменения токов для напряжений менее 0.5 В связаны с процессами воздействия радиации на полупроводниковые структуры ячеек. Обсуждаются механизмы проводимости ячеек памяти при малых (до 1.5 В) напряжениях и механизмы их радиационной деградации, состоящие, в основном, в накоплении заряда в слоях диоксида кремния.