izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"izmertech-1037Research ArticleИЗМЕРЕНИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙIONIZING RADIATION MEASUREMENTSИзмерения электрических характеристик биполярных и МОП-транзисторов под действием радиацииПетросянцК. О.eande@miem.edu.ruСамбурскийЛ. М.noemail@neicon.ruХаритоновИ. А.noemail@neicon.ruКожуховМ. В.noemail@neicon.ruИнститут проблем проектирования в микроэлектронике РАНRussian FederationНациональный исследовательский университет «Высшая школа экономики» (Московский институт электроники и математики)Russian Federation2016070220230105560Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1037

Рассмотрена специфика измерений электрических характеристик биполярных и МОП-транзисторов, подвергнутых воздействию нейтронного, электронного и γ-излучений. Разработана автоматизированная система измерений. Приведены примеры использования этой системы для исследования радиационной стойкости транзисторов и определения параметров SPICE-моделей для расчёта схем.

In this paper we analyze details of bipolar transistors and MOSFETs electrical characteristics measurement in the presence of neutron, electron and gamma irradiation. An automated measurement subsystem is developed with its core being a measurement kernel comprising a set of measurement instrumentation as well as methods of measurement and data processing for irradiated transistors of various types. Provided are several examples of the subsystem application to BJTs and MOSFETs radiation hardness investigation as well as extraction of their SPICE model parameters for circuit design.

биполярные транзисторыМОП-транзисторывоздействие радиацииSPICE-моделиbipolar transistorsMOSFETsradiation influenceSPICE-modelsReferencesГОСТ 20398.7-74. Транзисторы полевые. Методы измерения электрических параметров.ГОСТ 20398.7-74. Транзисторы полевые. Методы измерения электрических параметров.ГОСТ 18604.24-81. Транзисторы биполярные высокочастотные. Метод измерения выходной мощности, коэффициента усиления по мощности и коэффициента полезного действия коллектора.ГОСТ 18604.24-81. Транзисторы биполярные высокочастотные. Метод измерения выходной мощности, коэффициента усиления по мощности и коэффициента полезного действия коллектора.Афонский А. А., Дьяконов В. П. Электронные измерения в нанотехнологиях и микроэлектронике. М: ДМК Пресс, 2011.Афонский А. А., Дьяконов В. П. Электронные измерения в нанотехнологиях и микроэлектронике. М: ДМК Пресс, 2011.Денисенко В. В. Компактные модели МОП-транзисторов для SPICE в микро и наноэлектронике. М: Физматлит, 2010.Денисенко В. В. Компактные модели МОП-транзисторов для SPICE в микро и наноэлектронике. М: Физматлит, 2010.Петросянц К. О., Харитонов И. А. Модели МДП и биполярных транзисторов для схемотехнических расчётов БИС с учётом радиационного воздействия // Микроэлектроника, 1994. Т. 23. Вып. 1. С. 21-34.Петросянц К. О., Харитонов И. А. Модели МДП и биполярных транзисторов для схемотехнических расчётов БИС с учётом радиационного воздействия // Микроэлектроника, 1994. Т. 23. Вып. 1. С. 21-34.Petrosyants K., Kharitonov I., Sambursky L., Bogatyrev V., Povarnitcyna Z., Drozdenko E. Simulation of total dose influence on analog-digital SOI/SOS CMOS circuits with EKV-RAD macromodel // Proc. of IEEE EWDTS Symp. 2012. P. 60-65.Petrosyants K., Kharitonov I., Sambursky L., Bogatyrev V., Povarnitcyna Z., Drozdenko E. Simulation of total dose influence on analog-digital SOI/SOS CMOS circuits with EKV-RAD macromodel // Proc. of IEEE EWDTS Symp. 2012. P. 60-65.Бобровский Д. В., Давыдов Г. Г., Петров А. Г., Яненко А. В., Ахметов А. О., Боруздина А. Б., Калашников О. А., Кессаринский Л.Н., Некрасов П. В., Никифоров А. Ю. и Уланова А. В. Реализация базовых методов радиационных испытаний ЭКБ на основе аппаратно-программного комплекса аппаратуры National Instruments. Известия вузов. Электроника. 2012. № 5 (97). C. 91-104.Бобровский Д. В., Давыдов Г. Г., Петров А. Г., Яненко А. В., Ахметов А. О., Боруздина А. Б., Калашников О. А., Кессаринский Л.Н., Некрасов П. В., Никифоров А. Ю. и Уланова А. В. Реализация базовых методов радиационных испытаний ЭКБ на основе аппаратно-программного комплекса аппаратуры National Instruments. Известия вузов. Электроника. 2012. № 5 (97). C. 91-104.Петросянц К. О., Гоманилова Н.Б., Харитонов И. А. Самбурский Л. М., Богатырев В. Н., Поварницына З. М., Щёкин А. А. Проектирование радиационно-стойкого прецизионного усилителя на базе КНС КМОП технологии // Сб. научных трудов «Электроника, микро- и наноэлектроника» / Под ред. В. Я. Стенина. М.: МИФИ, 2013. С. 296-302.Петросянц К. О., Гоманилова Н.Б., Харитонов И. А. Самбурский Л. М., Богатырев В. Н., Поварницына З. М., Щёкин А. А. Проектирование радиационно-стойкого прецизионного усилителя на базе КНС КМОП технологии // Сб. научных трудов «Электроника, микро- и наноэлектроника» / Под ред. В. Я. Стенина. М.: МИФИ, 2013. С. 296-302.Petrosyants K. O., Kharitonov I. A., Sambursky L. M. Hardware-Software Subsystem for MOSFETs Characteristic Measurement and Parameter Extraction with Account for Radiation Effects // Advanced Materials Research. 2013. V. 718-720. P. 750-755.Petrosyants K. O., Kharitonov I. A., Sambursky L. M. Hardware-Software Subsystem for MOSFETs Characteristic Measurement and Parameter Extraction with Account for Radiation Effects // Advanced Materials Research. 2013. V. 718-720. P. 750-755.Li M., Li Y. F., Wu Y. J., Cai S., Zhu N. Y., Rezzak N., Schrimpf R. D., Fleetwood D. M., Wang J. Q., Cheng X. X., Wang Y., Wang D. L., Hao Y. Including radiation effects and dependencies on process-related variability in advanced foundry SPICE models using a new physical model and parameter extraction approach // IEEE Trans. Nucl. Sci., 2011. V. 58. P. 2876-2882.Li M., Li Y. F., Wu Y. J., Cai S., Zhu N. Y., Rezzak N., Schrimpf R. D., Fleetwood D. M., Wang J. Q., Cheng X. X., Wang Y., Wang D. L., Hao Y. Including radiation effects and dependencies on process-related variability in advanced foundry SPICE models using a new physical model and parameter extraction approach // IEEE Trans. Nucl. Sci., 2011. V. 58. P. 2876-2882.Petrosyants, K. O., Kharitonov I. A., Sambursky L. M., Kozhukhov M. V. IV-Characteristics Measurement Error Resulting from Long Cables for Irradiated Bipolar Junction Transistors // Advanced Materials Research. 2015. V. 1083. P. 185-189.Petrosyants, K. O., Kharitonov I. A., Sambursky L. M., Kozhukhov M. V. IV-Characteristics Measurement Error Resulting from Long Cables for Irradiated Bipolar Junction Transistors // Advanced Materials Research. 2015. V. 1083. P. 185-189.Прокопенко Н. Н., Будяков А. С., Савченко Е. М. Операционные усилители с обобщенной токовой обратной связью // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем. 2008. Сб. научных трудов / Под ред. А. Л. Стемпковского. М.: ИППМ РАН. 2008. С. 330-333.Прокопенко Н. Н., Будяков А. С., Савченко Е. М. Операционные усилители с обобщенной токовой обратной связью // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем. 2008. Сб. научных трудов / Под ред. А. Л. Стемпковского. М.: ИППМ РАН. 2008. С. 330-333.IC-CAP 2006. User’s Guide. Agilent 85190A. [Электрон. ресурс] http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/iccap2008/pdf/icug.pdf] (дата обращения 20.09.2015).IC-CAP 2006. User’s Guide. Agilent 85190A. [Электрон. ресурс] http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/iccap2008/pdf/icug.pdf] (дата обращения 20.09.2015).XI10 Datasheet. [Электрон. версия] http://www.xfab.com/fileadmin/X-FAB/ Download_Center/ Technology/SOI/XI10_Info_sheet.pdf] (дата обращени 01.09.2015).XI10 Datasheet. [Электрон. версия] http://www.xfab.com/fileadmin/X-FAB/ Download_Center/ Technology/SOI/XI10_Info_sheet.pdf] (дата обращени 01.09.2015).Petrosyants K. О., Vologdin E. N., Smirnov D. S., Torgovnikov R. A., Kozhukhov M. V. Si BJT and SiGe HBT Performance Modelling after Neutron Radiation Exposure // Proc. of IEEE EWDTS Symp. 2011. P. 267-270.Petrosyants K. О., Vologdin E. N., Smirnov D. S., Torgovnikov R. A., Kozhukhov M. V. Si BJT and SiGe HBT Performance Modelling after Neutron Radiation Exposure // Proc. of IEEE EWDTS Symp. 2011. P. 267-270.Петросянц К. О., Харитонов И. А., Самбурский Л.М., Макеев А. С. Определение параметров SPICE и IBIS моделей ЭКБ для учета эффектов радиационных воздействий на основании результатов измерения их характеристик // Стойкость 2015: науч.-технич. cб. ФГУП «НИИП», C. 109-110.Петросянц К. О., Харитонов И. А., Самбурский Л.М., Макеев А. С. Определение параметров SPICE и IBIS моделей ЭКБ для учета эффектов радиационных воздействий на основании результатов измерения их характеристик // Стойкость 2015: науч.-технич. cб. ФГУП «НИИП», C. 109-110.Петросянц К. О., Харитонов И. А., Самбурский Л.М. Орехов Е. В., Черный А. И., Поварницына З. Н., Богатырев В. Н., Прокофьев Г. В. Исследование характеристик элементной базы аналоговых КНИ КМОП схем, изготовленных по технологии XFAB, с учетом суммарной поглощенной дозы // Электроника, микро- и наноэлектроника: cб. науч. тр. / Под ред. В. Я. Стенина. М., МИФИ. 2009. C. 57-66.Петросянц К. О., Харитонов И. А., Самбурский Л.М. Орехов Е. В., Черный А. И., Поварницына З. Н., Богатырев В. Н., Прокофьев Г. В. Исследование характеристик элементной базы аналоговых КНИ КМОП схем, изготовленных по технологии XFAB, с учетом суммарной поглощенной дозы // Электроника, микро- и наноэлектроника: cб. науч. тр. / Под ред. В. Я. Стенина. М., МИФИ. 2009. C. 57-66.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.