ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ПРИБЛИЖЕНИЙ ДЛЯ ЛАЗЕРНЫХ МЕТОДИК ИССЛЕДОВАНИЙ ОРЭ Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» А.И. Чумаков 1,2, Д.В. Савченков 1,2, А.А. Печенкин 1,2, О.Б. Маврицкий 1,2, А.Н. Егоров 1,2 1 ОАО «ЭНПО СПЭЛС» 2 НИЯУ «МИФИ» Представлены результаты расчетно-экспериментального моделирования ионизационной реакции тестовых полупроводниковых структур при воздействии сфокусированным и локальным лазерным излучением пикосекундной длительности. Результаты этих исследований необходимы для обоснования возможности применения лазерного излучения для моделирования одиночных радиационных эффектов.

НИЯУ "МИФИ" -ОАО "ЭНПО СПЭЛС" План выступления 2 1. Методика локального лазерного воздействия. 2. Сравнение экспериментального измерения и расчетного моделирования ионизационной реакции для тестовых тиристорных структур TESTLU. 3. Проверка адекватности модели прямоугольной чувствительной области. 4. Проблема влияния нелинейных эффектов на измерения ионизационной реакции ИС. 5.Заключение.

Соотношение между энергией лазерного излучения и его эквивалентным значением ЛПЭ 3 Количество электронно-дырочных пар, сгенерированных на длине dl лазерным излучением: Количество электронно-дырочных пар, сгенерированных на длине dl отдельной ядерной частицей:

Определение пороговой энергии ОЭ 4 J th (d) J0J0 – минимальная (пороговая) энергия импульса ЛИ при которой происходит ОЭ; J0J0J0J0– минимальная (пороговая) энергия, которая должна выделиться в чувствительной области, чтобы произошел ОЭ.

Определение потерь лазерного излучения на металлизации Измерение импульса ионизационный реакции ИС 5 Программа физико-топологического моделирования DIODE-2D способна рассчитать импульс ионизационной реакции U R_max_расчет при отсутствии потерь (т. е. при K m = 1))

6 Верификация методики локального лазерного воздействия на примере тестовой тиристорной структуры TESTLU TESTLU: Вертикальный разрез TESTLU: Вид сверху

7 TESTLU: Сравнение результатов моделирования ионизационной реакции с экспериментом λ, нмКmКm Оценки коэффициента потерь (истинное значение = 1)

TESTLU: проверка модели прямоугольной чувствительной области 8 λ, нм Размеры области, мкм Непосредственно измеренный размер области, мкм × × × × × 90 λ, нм Размеры области, мкм Непосредственно измеренный размер области, мкм × 90 8 × × × 20

λ, нм К, МэВ·см 2 / (мг·н Дж) J th, н Дж (обл. 1) J th, н Дж (обл. 2) КmКm Порог. ЛПЭ ТЭ, МэВ·см 2 /мг (обл. 1) Порог. ЛПЭ ТЭ, МэВ·см 2 /мг (обл. 2) ± 7 20 ± ± ± ± ± 10 Порог. ЛПЭ ТЭ на ионах 20 [В.В. Емельянов, 2011] 537РУ6: оценка порогового значения ЛПЭ ТЭ 9

537РУ6: Выбор энергии излучения и диаметра лазерного пятна 10 Увеличение интенсивности ЛИ приводит к усилению влияния нелинейных эффектов на ионизационную реакцию микросхемы. Признаком нелинейности можно считать не константность длительности импульса ионизационной реакции при изменении энергии. Воздействие на переход карман-подложка Воздействие на переход карман-подложка ОЗУ 537РУ6

537РУ6: Проблема неоднородности распределения потерь при использовании больших диаметров лазерного пятна 11 Карта распределения амплитуды импульса ионизационной реакции Зависимость оценки коэффициента потерь от диаметра лазерного пятна

Фотодиод ФД24-К: Исследование ионизационной реакции при различных значениях параметров лазерного излучения (λ, J, D) 12 Зависимость амплитуды и длительной импульса ИР от энергии, поглощенной на единице длины

Фотодиод ФД24-К: Исследование ионизационной реакции при различных значениях параметров лазерного излучения (λ, J, D) 13 Зависимость амплитуды и длительной импульса ИР от положения пятна на кристалле

Заключение Результаты экспериментального измерения и численного моделирования в программе физико-топологического моделирования DIODE-2D ионизационной реакции в тестовых структурах с 2-хмикронными проектными нормами дают адекватные оценки коэффициента потерь лазерного излучения и пороговых ЛПЭ тиристорного эффекта. 2. Размеры чувствительных областей в тестовых структурах, оцененные исходя из модели прямоугольной чувствительной области, хорошо совпадают с размерами измеренными непосредственно. 3. При проведении оценок коэффициента потерь лазерного излучения по локальной методике необходимо выбирать параметры лазерного излучения (λ, J, D) с учетом влияния нелинейных эффектов а также неоднородности распределения потерь по площади кристалла. Спасибо за внимание!