1 / 24

НИИСИ РАН

№ 1. Обеспечение радиационной стойкости СБИС космического применения на уровне более 6Ус в базовых технологических процессах, реализованных в НИИСИ РАН. Морозов Сергей Алексеевич. НИИСИ РАН. № 2.

laurie
Download Presentation

НИИСИ РАН

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. № 1 Обеспечение радиационной стойкости СБИС космического применения на уровне более 6Ус в базовых технологических процессах, реализованных в НИИСИ РАН Морозов Сергей Алексеевич НИИСИ РАН

  2. № 2 В НИИСИ РАН разработаны КМОП базовые технологические процессы с проектными нормами 0,5 мкм, 0,35 мкм и 0,25 мкм на основе структур «кремний на изоляторе». Для этих процессов последовательно разработаны в период с 2005 г. по настоящее время библиотеки, предназначенные для автоматизированного проектирования радиационно-стойких цифровых СБИС, в том числе космического применения, в среде САПР CADENCE и SYNOPSYS. Соответствие требованиям стойкости к воздействию специальных факторов достигнуто комплексом технологических и топологических решений базовых элементов СБИС (транзисторов и др.), обеспечивающие минимальную деградацию параметров (сдвиг пороговых напряжений, ток в режиме насыщения и утечки) во время и после воздействия специальных факторов. НИИСИ РАН

  3. № 3 Основные характеристики библиотеки базовых технологических процессов НИИСИ РАН

  4. № 4 Выбор специальных технологических и конструктивных решений элементов нижнего уровня обеспечивает выполнение экстремальных требований по дозовой стойкости НИИСИ РАН

  5. № 5 ПРОБЛЕМЫ И ИХ РЕШЕНИЯ Подавление утечек боковых транзисторов - специальные топологические решения и технология формирования активных островков Подавление утечек нижнего (донного) транзистора – специальная технология формирования карманов Модели транзисторов сложных форм– ТCAD трехмерное моделирование Разработка специальных схемных решений элементов библиотек– специальные приемы подавления импульсных помех при влиянии ТЗЧ НИИСИРАН

  6. №6 Конструктивно-технологический базис (транзисторы) БЭП-С, КНИ-05ЭС,КНИ-035С, КНИ-025С «Н»-транзистор «O»-транзистор «А»-транзистор КНИ-025ЭС «НM»-транзистор «ОН»-транзистор «О»-транзистор НИИСИ РАН

  7. № 7 Конструктивно-технологический базис (элементы ядра) БЭП-С: высота элементов16 мкм КНИ-05ЭС: высота элементов 18 мкм КНИ-035С: высота элементов 13 мкм INV AND2 Скан-триггер НИИСИ РАН

  8. № 8 Конструктивно-технологический базис (элементы ядра) КНИ-025С: высота элементов8,8 мкм КНИ-025ЭС: высота элементов7,2 мкм INV AND2 Скан-триггер НИИСИ РАН

  9. № 9 Конструктивно-технологический базис (элементы ввода-вывода) БЭП-С КНИ-05ЭС КНИ-035С КНИ-025С, КНИ-025ЭС (0,1×0,32 мм2) (0,1×0,38 мм2) (0,17×0,31 мм2) (0,08×0,37 мм2) НИИСИ РАН

  10. Характеристики элементов (по результатам испытаний) № 10 НИИСИ РАН

  11. № 11 СФ-блоки КНИ-025С :КНИ-025ЭС: 1. СОЗУ 8К×8 1.2-х портовое СОЗУ 8К×8 2. 32-разрядный сумматор 2.масочное ПЗУ 8К×8 3. 16×16 умножитель 3. 32/16 делитель 4. 32-разрядный полный 4. 32-х разрядный сдвигательприоритетный шифратор 5. SPI интерфейс 5. I2С интерфейс 6. UART интерфейс 6. 32-х разрядное устройство извлечения квадратного корня НИИСИ РАН

  12. № 12 КНИ-025С: СФ-блоки СОЗУ 8К×8 (2,6 мм2) ADDER32 (0,05 мм2) SHIFTER32 (0,08 мм2) НИИСИ РАН

  13. № 13 КНИ-025С: СФ-блоки SPI-интерфейс (0,04 мм2) 16x16 умножитель (0,3 мм2) UART-интерфейс (0,2 мм2) НИИСИ РАН

  14. № 14 КНИ-025ЭС: СФ-блоки ПЗУ 8К×8 (2,6 мм2) двухпортовое СОЗУ 8К×8 (5,4 мм2) НИИСИ РАН

  15. КНИ-025ЭС: СФ-блоки № 15 PEN (0,01 мм2) I2С-интерфейс (0,12 мм2) sqrt (0,09мм2) divider (0,07 мм2) НИИСИ РАН

  16. № 16 Подтвержденные испытаниями уровни стойкости . Факторы с характеристиками 7.И Факторы с характеристиками 7.С и 7.К Время потери работоспособности элементов библиотек после воздействия фактора с характеристикой 7.И6 не превышает 0,2 мс. НИИСИ РАН

  17. № 17 Параметры сбоеустойчивости КНИ-025С • СОЗУ (при воздействии факторов 7.К11(7.К12)): • - пороговые ЛПЭ: LTH.ОС ≈ 5 МэВ×см2/мг; • - сечение насыщения: SI.ОС ≈ 2×10-3см2/(блок); • - сечение насыщения в пересчете на 1 бит: SI.ОС ≈ 3×10-8см2/бит. • при воздействии факторов 7.К9 (7.К10) - пороговая энергия: ETH.ОС ≈ 20 МэВ; • - сечение насыщения: SP.ОС ≤ 8×10-16 см2/бит. • 16×16 умножитель (при воздействии факторов 7.К11(7.К12)): • - пороговые ЛПЭ: LTH.ОС ≥ 69 МэВ×см2/мг; • при воздействии факторов 7.К9 (7.К10) • сбои отсутствуют НИИСИ РАН

  18. № 18 • Параметры сбоеустойчивостиКНИ-025ЭС • Двухпортовое СОЗУ (при воздействии факторов 7.К11(7.К12)): • - пороговые ЛПЭ: LTH.ОС ≈ 12 МэВ×см2/мг; • - сечение насыщения: SI.ОС ≈ 2×10-3см2/(блок); • - сечение насыщения в пересчете на 1 бит: SI.ОС ≈ 3×10-8см2/бит. • при воздействии факторов 7.К9 (7.К10) - пороговая энергия: ETH.ОС ≈ 40 МэВ; • - сечение насыщения: SP.ОС ≤ 1×10-15 см2/бит. • Масочное ПЗУ (при воздействии факторов 7.К11(7.К12)): • - пороговые ЛПЭ: LTH.ОС ≥ 69 МэВ×см2/мг; • при воздействии факторов 7.К9 (7.К10) • сбои отсутствуют • I2Cинтерфейc (при воздействии факторов 7.К11(7.К12)): • - пороговые ЛПЭ: LTH.ОС ≈ 16 МэВ×см2/мг; • - сечение насыщения в пересчете на 1 бит: SI.ОС ≈ 4×10-8см2/бит. НИИСИ РАН

  19. № 19 Практические результаты (1) НИИСИ РАН

  20. № 20 Практические результаты (2) НИИСИ РАН

  21. № 21 Библиотека КНИ-025С, базовый технологический процесс КМОП КНИ 0,25 мкм) ОКР "Схема-6" микросхема 1907КХ018 (Коммутатор RapidIO)ОКР "Обработка-1" микросхема 1907ВМ014 (микропроцессор)ОКР "Обработка-2" микросхема 1907ВМ028 (микропроцессор)ОКР "Обработка-10" микросхема 1907ВМ044 (микропроцессор)ОКР "Схема-10" микросхема 1907ВМ038 (микропроцессор) Библиотека КНИ-025ЭС,базовый технологический процесс КМОП КНИ 0,25 мкм) ОКР «Засечка-3" микросхема 1664РУ1Т (СОЗУ 512К×8 бит) микросхема 9004РУ1Т (СОЗУ 512К×16 бит) микросхема 9004РУ2Т (СОЗУ 512К×32 бит) НИИСИ РАН

  22. № 22 Эффективное решение проблем производства СБИС космического применения с экстремальным уровнем стойкости 1. Глубокое понимание радиационных эффектов в материалах и структурах, формируемых в каждом технологическом процессе. 2. Специальное проектирование СБИС, ориентированное на высокие уровни радиационных воздействий (Design for RadHard – использование соответствующих правил проектирования, know-how в части схемных и конструктивно-технологических решений, верифицированных библиотек стандартных элементов) 3. Изготовление в высокостабильных технологических процессах, которым присвоена Литеране ниже «О1» НИИСИ РАН

  23. № 23 Заключение 1. Применение верифицированных конструктивно-технологических решений в библиотеках позволяет обеспечивать стабильный уровень характеристик стойкости к воздействию специальных факторов, независимо от функционального назначения разрабатываемых СБИС. 2. Накопленный НИИСИ РАН научный и практический опыт позволяет уверенно говорить о возможности обеспечить разработку и изготовление СБИС космического применения на уровне более 6Ус в базовых технологических процессах, реализованных в НИИСИ РАН. 3. Необходима концентрация усилий по формированию единой технической политики в области обеспечения космической аппаратуры современной элементной базой НИИСИ РАН

  24. № 24 Спасибо за внимание. Контактная информация: тел. +7(495)7370606 доб. 205 факс +7(495)7370607 НИИСИ РАН

More Related