ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ПРИБЛИЖЕНИЙ ДЛЯ ЛАЗЕРНЫХ МЕТОДИК ИССЛЕДОВАНИЙ ОРЭ Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» А.И. Чумаков 1,2, - презентация

1 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.

2 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.

3 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:

4 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.

5 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 6 Верификация методики локального лазерного воздействия на примере тестовой тиристорной структуры TESTLU TESTLU: Вертикальный разрез TESTLU: Вид сверху

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

8 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

9 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

10 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

11 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

12 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

13 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

14 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!