Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/RCA/A19821020Elc005.shtml

Радиационно-стойкие ЗУПВ для бортовой космической аппаратуры

В связи с ростом объема памяти космических компьютерных систем увеличился и спрос на радиационно-стойкие кристаллы ЗУ с произвольной выборкой. Однако наличие различных «слабых мест» в приборах памяти в течение долгого времени препятствовало созданию ЗУПВ емкостью 4К с достаточной радиационной стойкостью, способных выдерживать кумулятивные эффекты космической радиации.

Однако теперь фирма RCA Corp. сообщила, что она готова выпускать ЗУПВ емкостью 4К, выдерживающие дозу радиации свыше 105 рад. Полупроводниковое объединение фирмы Harris Corp. тоже сообщило, что оно к концу 1982 г. будет готово принимать заказы на изготовление ЗУПВ емкостью 4К на монолитных кремниевых подложках, обладающих примерно такой же радиационной стойкостью.

На состоявшемся в начале октября 1982г. в Провинстауне (шт.Массачусетс) семинаре по кремниевым схемам на сапфировых и других изолирующих подложках фирма RCA сообщила, что она разработала технологию К/МОП-схем на сапфировых подложках, в которой достигнута нейтрализация паразитных транзисторов на краях кремниевых островков. До настоящего времени эта проблема препятствовала созданию маломощных радиационно-стойких приборов памяти емкостью 4К на сапфировых подложках.

Нейтрализация паразитных транзисторов. Рональд К. Смелцер, сотрудник группы технических специалистов Исследовательского центра им. Дэйвида Сарнова фирмы Bell Laboratories (Принстон, шт. Нью-Джерси), объясняет, что «проблема паразитных транзисторов на боковых стенках кремниевых островков заключается в том, что токи утечки в этой цепи особенно чувствительны к радиации». Как отмечает Смелцер, под влиянием радиации пороговое напряжение этого краевого паразитного транзистора снижается сильнее, чем пороговое напряжение обычного транзистора на поверхности кремния, в результате чего через закрытые транзисторы схемы будут протекать токи утечки.

Предлагаемое фирмой RCA решение предусматривает имплантацию ионов бора для повышения порогового напряжения краевых паразитных транзисторов. «Все считали и раньше, что этот подход может позволить решить данную проблему, однако его было сложно реализовать на практике, — отмечает Смелцер. — Суть дела здесь состоит в том, чтобы контролировать контур края кремниевого островка. Нам пришлось искать способы управления геометрической конфигурацией кремниевых островков до тех пор, пока мы не изыскали возможности контроля геометрии этого края».

Другой важный элемент технического решения фирмы RCA — это состав стекла, из которого делается межуровневый диэлектрик. При нагреве осажденное стекло растекается, сглаживая контуры краев эпитаксиальных кремниевых островков. «Мы подобрали такое стекло, которое плавится при относительно низкой температуре — 850°С, — говорит Смелцер. — Все наши технологические операции выполняются при этой температуре». А чем ниже температура обработки, тем выше получается радиационная стойкость схем.

В результате создано ЗУПВ емкостью 4К, которое, как убеждены специалисты фирмы RCA, сможет выдерживать кумулятивные эффекты космической радиации, а также сильные импульсные радиационные воздействия при ядерных взрывах. «Мы считаем, что нам действительно удалось достичь недоступных до сих пор уровней радиационной стойкости, и собираемся начать выпуск этих приборов на продажу», — говорит Смелцер.

Действительно, фирма RCA разработала полное семейство кристаллов для компьютеров, устанавливаемых на борту космических летательных аппаратов. В настоящее время фирма принимает крупные заказы на поставки приборов со сроком исполнения шесть месяцев.

Другие паразитные структуры. Специалисты фирмы Harris говорят, что им удалось устранить паразитные транзисторы другого типа, которые мешали делать радиационно-стойкие К/МОП ЗУПВ на монолитных кремниевых подложках. Это сообщил Бен Джингернх, технический инспектор отдела МОП-приборов в отделении заказных ИС фирмы Harris Semiconductor (Мелберн, шт.Флорида).

«Наши n-канальные транзисторы изготавливаются в кармане р-типа, закрытом сверху слоем защитного окисла, — говорит он. — Проблема заключалась в том, что в толстом защитном окисле при облучении накапливается такой большой заряд, из-за которого под этим окислом у поверхности кармана образуется инверсный слой, т.е. проводящий паразитный канал».

Предложенное фирмой Harris решение предусматривает формирование по всему периметру кармана р-типа сильно легированной области р+-типа, которая защищает карман от паразитных токов, наводимых под действием радиации. «Эта область легируется настолько сильно, что наводимый под действием облучения заряд оказывается недостаточным для инверсии ее проводимости», — отмечает Джингерих.

Квент Кэссен, руководитель отделения микроэлектроники в фирме Aerospace Corp. (Эль-Сегандо, шт.Калифорния), возглавлявший семинар по кремниевым схемам на сапфировых и других изолирующих подложках, считает, что пока рано говорить о том, чей подход — фирмы RCA или фирмы Harris — окажется в конечном счете лучше. Но он отмечает, что в любом случае несомненно, что эти приборы отвечают всевозрастающей потребности в радиационно-стойких схемах памяти [pp. 49, 50].

Норман Олстер

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 55, No.21 (651), 1982г - пер. с англ. М.: Мир, 1982, стр.7

Electronics Vol.55 No.21 October 20, 1982 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Запоминающие устройства





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/RCA/A19821020Elc005.shtml