vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2022-67-4-402-408vestift-767Research ArticleРАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ПРИБОРОСТРОЕНИЕRADIOELECTRONICS, INSTRUMENT-MAKINGВлияние ионизирующего излучения на параметры p-канальных МОП-транзисторовInfluence of ionizing radiation on the parameters of p-channel MOS transistorsБогатыревЮ. В.BogatyrevYu. V.

Богатырев Юрий Владимирович – доктор технических наук, главный научный сотрудник лаборатории радиационных воздействий

ул. П. Бровки, 19, 220072, Минск

Yuri V. Bogatyrev – Dr. Sc. (Engineering), Сhief Researcher of the Radiation Effects Laboratory

19, P. Brovka Str., 220072, Minsk

bogat@ifttp.bas-net.byОгородниковД. А.AharodnikauD. A.

Огородников Дмитрий Александрович – младший научный сотрудник лаборатории радиационных воздействий

ул. П. Бровки, 19, 220072, Минск

Dzmitryi A. Aharodnikau – Junior Researcher of the Radiation Effects Laboratory

19, P. Brovka Str., 220072, Minsk

ogorodnikov@ifttp.bas-net.byЛастовскийС. Б.LastovskyS. B.

Ластовский Станислав Брониславович – кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией радиационных воздействий

ул. П. Бровки, 19, 220072, Минск

Stanislav B. Lastovski – Ph. D. (Physics and Mathematics), Heard of the Radiation Effects Laboratory

19, P. Brovka Str., 220072, Minsk

lastov@ifttp.bas-net.byКетькоА. В.Ket’koA. V.

Кетько Александр Владимирович – директор

ул. Казинца, 121а, 220108, Минск

Aleksandr V. Ket’ko – Director

121a, Kazinets Str., 220108, Minsk

КречкоМ. М.KrechkoM. M.

Кречко Михаил Михайлович – начальник бюро

ул. Казинца, 121а, 220108, Минск

Mikhail M. Krechko – Head of the Bureau

121a, Kazinets Str., 220108, Minsk

ШпаковскийС. В.ShpakovskyS. V.

Шпаковский Сергей Васильевич – начальник отделения

ул. Казинца, 121а, 220108, Минск

Sergey V. Shpakovsky – Head of the Department

121a, Kazinets Str., 220108, Minsk

РубановП. В.RubanovP. V.

Рубанов Павел Владимирович – кандидат технических наук, начальник сектора

ул. Авиамоторная, 53, 111250, Москва

Pavel V. Rubanov – Ph. D. (Engineering), Head of the Sector

53, Aviamotornaya Str., 111250, Moscow

ПротопоповГ. А.ProtopopovG. A.

Протопопов Григорий Александрович – кандидат технических наук,

ул. Авиамоторная, 53, 111250, Москва

Grigory A. Protopopov – Ph. D. (Engineering), Leading Researcher

53, Aviamotornaya Str., 111250, Moscow

ЧубуновП. А.ChubunovP. A.

Чубунов Павел Александрович – начальник НПК НТЦ-1

ул. Авиамоторная, 53, 111250, Москва

Pavel A. Chubunov – Head of SPC STC-1

53, Aviamotornaya Str., 111250, Moscow

Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедениюScientific-Practical Materials Research Centre of National Academy of Sciences of BelarusФилиал НТЦ «Белмикросистемы» ОАО «ИНТЕГРАЛ» – управляющая компания холдинга «ИНТЕГРАЛ»Branch of STC “Belmikrosystems” OJSC “INTEGRAL” – Managing Company of the Holding “INTEGRALАО «Российские космические системы»JSC “Russian Space Systems”Филиал АО «Объединенная ракетно-космическая корпорация» – «НИИ космического приборостроения»Branch of JSC “United Rocket and Space Corporation” – “Research Institute of Space Instrumentation”202202012023674402408Copyright © Богатырев Ю.В., Огородников Д.А., Ластовский С.Б., Кетько А.В., Кречко М.М., Шпаковский С.В., Рубанов П.В., Протопопов Г.А., Чубунов П.А., 20232023Богатырев Ю.В., Огородников Д.А., Ластовский С.Б., Кетько А.В., Кречко М.М., Шпаковский С.В., Рубанов П.В., Протопопов Г.А., Чубунов П.А.Bogatyrev Y.V., Aharodnikau D.A., Lastovsky S.B., Ket’ko A.V., Krechko M.M., Shpakovsky S.V., Rubanov P.V., Protopopov G.A., Chubunov P.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/767

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния гамма-излучения Со60 на основные параметры кремниевых эпитаксиально-планарных p-канальных МОП-транзисторов при различных электрических режимах. Транзисторы изготовлены по радиационно-стойкой ДМОП-технологии с проектными нормами 1,4 мкм. В результате исследований транзисторов установлено: значения всех основных параметров после дозы облучения D = 106 рад (SiO2) в активных электрических режимах облучения остались в пределах критериев работоспособности; наиболее чувствительным к воздействию дозы облучения гамма-квантами является пороговое напряжение; в пассивном электрическом режиме облучения стойкость транзисторов по всем параметрам соответствует дозе 2,8·106 рад (SiO2). Показано, что разная степень радиационной деградации исследуемых параметров при облучении обусловлена их зависимостью либо от эффектов ионизации в слоях подзатворных и изолирующих диэлектриков, либо от структурных нарушений в объемном кремнии активных областей транзисторов. Высокая радиационная стойкость исследованных р-канальных МОП-транзисторов позволяет рекомендовать их для использования в аппаратуре авиационной и космической техники.

The results of experimental studies of the influence of gamma radiation Co60 on the basic parameters of silicon epitaxial-planar p-channel MOSFET transistors under different electrical modes are presented. Transistors were manufactured according to radiation-resistant DMOS technology with design standards of 1.4 μm. As a result of transistor studies, it was established that the values of all basic parameters after the radiation dose D = 106 rads (SiO2) in active electrical irradiation modes remained within the limits of the performance criteria; the parameter, most sensitive to influence of a dose of irradiation by gamma-quanta is the threshold voltage; in the passive electrical irradiation mode the transistor’s radiations resistance in all parameters corresponds to a dose of 2,8·106 rads (SiO2). A sufficiently high radiation resistance of the studied p-channel MOSFETs makes it possible to recommend them for use in aviation and space equipment. The different degrees of radiation degradation of the studied parameters during irradiation are due to their dependence either on the effects of ionization in the layers of sub-gate and insulating dielectrics, or structural damage in the bulk silicon of the transistor active regions. The high radiation resistance of the studied p-channel MOSFETs allows recommending them for use in aviation and space equipment.

p-канальный МОП-транзисторгамма-излучениерадиационная стойкостьдоза облученияэлектрический режимp-channel MOSFET transistorgamma radiationradiation resistanceradiation doseelectrical modeReferencesБелоус, А. И. Космическая электроника / А. И. Белоус, В. А. Солодуха, С. В. Шведов. – М.: Техносфера, 2015. – Кн. 2. – 732 с.Belous A. I., Soloduha V. A., Shvedov S. V. Space Electronics. Book 2. Moscow, Technosfera Publ., 2015. 732 p. (in Russian).Радиационная стойкость изделий ЭКБ / под ред. А. И. Чумакова. – М.: Нац. исслед. ядер. ун-т «МИФИ», 2015. – 512 с.Chumakov A. I. (ed.) Radiation Hardness of Electronics Products. Moscow, National Research Nuclear University MEPhI, 2015. 512 p. (in Russian).Ионизирующие излучения космического пространства и их воздействие на бортовую аппаратуру космических аппаратов / под ред. Г. Г. Райкунова. – М.: Физматлит, 2013. – 256 с.Raikunov G. G. (ed.) Ionizing Radiation of Outer Space and their Impact on the Onboard Equipment of Spacecraft. Moscow, Fizmatlit Publ., 2013. 256 p. (in Russian).Першенков, В. С. Поверхностные радиационные эффекты в элементах интегральных микросхем / В. С. Першенков, В. Д. Попов, А. В. Шальнов. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 256 с.Pershenkov V. S., Popov V. D., Shal’nov A. V. Surface Radiation Effects in Elements of Integrated Circuits. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1988. 256 p. (in Russian).Коршунов, Ф. П. Воздействие радиации на интегральные микросхемы / Ф. П. Коршунов, Ю. В. Богатырев, В. А. Вавилов. – Минск: Наука и техника, 1986. – 254 c.Korshunov F. P., Bogatyrev Yu. V., Vavilov V. A. Effects of Radiation on Integrated Circuits. Minsk, Nauka i tehnika Publ., 1986. 254 p. (in Russian).Ма, Т. Р. Ionizing Radiation Effects in MOS Devices and Circuits / Т. Р. Ма, P. V. Dressendorfer. – New York: John Wiley & Sons, 1989. – 587 p. https://doi.org/10.1148/radiology.174.3.886Ма Т. Р., Dressendorfer P. V. Ionizing Radiation Effects in MOS Devices and Circuits. New York, John Wiley & Sons, 1989. 587 p. https://doi.org/10.1148/radiology.174.3.886Чумаков, А. И. Действие космической радиации на интегральные схемы / А. И. Чумаков. – М.: Радио и связь, 2004. – 320 с.Chumakov A. I. Effects of Cosmic Radiation on Integrated Circuits. Moscow, Radio i svyaz’ Publ., 2004. 320 p. (in Russian).Claeys, C. Radiation Effects in Advanced Semiconductor Materials and Devices / С. Claeys, Е. Simoen. – Berlin: Springer, 2002. – 402 p. https://doi.org/10.1007/978-3-662-04974-7Claeys C., Simoen Е. Radiation Effects in Advanced Semiconductor Materials and Devices. Berlin, Springer, 2002. 402 p. https://doi.org/10.1007/978-3-662-04974-7Таперо, К. И. Радиационные эффекты в кремниевых интегральных схемах космического применения / К. И. Таперо, В. Н. Улимов, А. М. Членов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. – 304 с.Tapero K. I., Ulimov V. N., Chlenov A. M. Radiation Effects in Silicon Integrated Circuits for Space Applications. Moscow, BINOM. Laboratoriya znanii Publ., 2012. 304 p. (in Russian).Baliga, B. J. Silicon RF Power MOSFETS / B. J. Baliga. – N. Y.: World Scientific. 2005. – 302 p.Baliga B. J. Silicon RF Power MOSFETS. New York, World Scientific, 2005. 302 p.

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