🗊Презентация Что такое SEGR (одиночный эффект пробоя затвора)

1. Что такое SEGR? SEGR = Single Event Gate Rupture (одиночный эффект пробоя затвора)

2. В каких классах изделий наблюдается SEGR?

- Необратимые повреждения ячеек памяти в ЭППЗУ и ДОЗУ - Необратимые повреждения ячеек памяти в ЭППЗУ и ДОЗУ (J.T.Blandford et al, “Cosmic ray induced permanent damage in MOS EAPROMs”, IEEE Trans. Nucl. Sci., vol. NS-31 (6), pp. 1568-1560, Dec.1984, G.M.Swift et al, “A new class of single event hard errors”, IEEE Trans. Nucl. Sci., vol. 41, No. 6, pp. 2043-2048, Dec.1994 ) - SEDR (Single Event Dielectric Rupture) эффект в ПЛИС технологии «antifuse» (G.Swift, R.Katz, “An experimental survey of heavy ion induced dielectric rupture in Actel field programmable gate arrays”, IEEE Trans. Nucl. Sci., vol. 43, pp. 967-972, 1996 )

- пробой подзатворного диэлектрика в мощных МОП-транзисторах с вертикальной структурой (первое наблюдение - T.Fisher, “Heavy-ion induced gate-rupture in power MOSFETs”, IEEE Trans. Nucl. Sci., vol. NS-34 (6), pp. 1786-1791, 1987) - пробой подзатворного диэлектрика в мощных МОП-транзисторах с вертикальной структурой (первое наблюдение - T.Fisher, “Heavy-ion induced gate-rupture in power MOSFETs”, IEEE Trans. Nucl. Sci., vol. NS-34 (6), pp. 1786-1791, 1987)

3. Физика эффекта 3.1. «Вклад» диэлектрика.

«квадратичная» модель (LET~ 1/E2) «квадратичная» модель (LET~ 1/E2) «линейная» модель (LET~ 1/E) зависимость от атомного номера тяжелой частицы (J.L.Titus et al, “Effect of ion energy upon dielectric breakdown of the capacitor response in vertical power MOSFRETs” , IEEE Trans. Nucl. Sci., vol. 45 (6), pp. 2492-2499, Dec.1998.

Sandra Liu, Jeffery L.Titus, Christopher DiCienzo, Huy Cao, Max Zafrani, Milton Boden, “Recommended test conditions for SEB evaluation of planar power DMOSFETs”, IEEE 2008 NSREC paper No. PC-3

3.3. Латентные дефекты

4. Основные закономерности 1. Эффект имеет катастрофический характер. 1. Максимальная чувствительность к эффекту наблюдается при нормальном падении ионов. 2. Очень сильная зависимость от электрического режима (чем выше напряжение, тем больше чувствительность). G.Swift, R.Katz, “An experimental survey of heavy ion induced dielectric rupture in Actel field programmable gate arrays”, IEEE Trans. Nucl. Sci., vol. 43, pp. 967-972, 1996 3. Зависимость от температуры слабая.

6. Как испытывать на SEGR? 6.1. Какие установки использовать? механизм SEGR включает локализованную ионизацию диэлектрика, что препятствует применению для имитации этого эффекта лазерных и импульсных гамма-установок для мощных МОП-транзисторов над кристаллом находятся слои металлизации и пассивации (для изделий современной технологии их толщина оценивается обычно на уровне 7 мкм), поэтому исключается использование для моделирования SEGR источников ТЗЧ на основе изотопа Сf252 Вывод: можно использовать только моделирующие установки (в случае мощных МОП-транзисторов – только ускорители частиц)

6.2. В каком виде представлять результаты испытаний? Область безопасной работы изделий (допустимые значения напряжений при воздействии ТЗЧ с заданными ЛПЭ)

7.3. В каких еще условиях может наблюдаться SEGR ? В мае 2012 г. при облучении на нейтронном пучке атмосферного спектра зафиксирован SEGR в МОП-транзисторах типа IRL630 (сечение σSEGR ≈ 4·10-10 см2)

Выводы. 1.Исследователю. SEGR нуждается в дополнительном изучении для построения адекватной физической модели. 2.Испытателю. - Испытания допускается проводить только на моделирующих установках (ускорителях частиц). При этом, как правило, достаточно испытаний на ускорителях ионов - Облучение можно проводить при нормальном падении ионов на поверхность кристалла при комнатной температуре окружающей среды - Энергия ионов должна обеспечивать их проникновение на всю толщину эпитаксиального слоя - Выборки изделий для испытаний на SEGR должны составлять 10 шт. и более 3.Разработчику РЭА. Меры по повышению стойкости РЭА к SEGR: - Применение ЭКБ с минимальными топологическими нормами (при подтвержденном уровне ее стойкости к другим видам ОРЭ) - Снижение напряжения питания.