گھر > خبریں > مواد

سی ٹیکنالوجی میں انٹیگریٹڈ سرکٹ کے لئے تابکاری کی سختی کی ترتیب کے ڈیزائن پر تحقیق

Jan 16, 2018

1. جائزہ

کائنات کی انسانی تحقیق کی مسلسل گہرائی سے، ایرو اسپیس کے میدان میں زیادہ سے زیادہ الیکٹرانک آلات استعمال کیے گئے ہیں. خلائی ماحول میں بڑے پیمانے پر اعلی توانائی کی پروٹون، نیوٹرون، الفا ذرات اور بھاری آئنوں کی موجودگی الیکٹرانک آلات میں سیمی کنڈکٹر آلات پر اثر پڑے گا، اور پھر خلائی جہاز کی وشوسنییتا اور زندگی کو سنجیدگی سے خطرہ ہوگا. لہذا، تابکاری کے ماحول میں سیمی کنڈکٹر آلات کی وشوسنییتا اور استحکام کو بڑھانے کے لئے، ایسوسی ایشن آلات کے تابکاری اثرات اور تابکاری کے اثرات کو فروغ دینے کے بارے میں تحقیق خلائی میدان میں ریسرچ فوکل بن گیا ہے. ایپلی کیشنز


فی الحال، سیمکولیٹر آلات کے مرکزی دھارے کی ٹیکنالوجی کے طور پر، بلیک سلکان CMOS کے عمل میں گہری سبسیکیشن اور یہاں تک کہ 100nm سے بھی کم داخل ہوگئی ہے. اس عمل سے بنا سیمکولیڈٹر مربوط سرکٹ کی درخواست کل خوراک کے اثر اور تابکاری پر واحد ذرہ اثر کے اثر کے اثرات پر اثر انداز ہو جائے گا. سیمکولیڈسر مربوط سرکٹس پر تابکاری کے اثرات کے اثرات حد تک وولٹیج بہاؤ، موجودہ اور متحرک موجودہ اضافہ، اور منطق کی غلطیوں کی غلطیوں کی طرف سے خصوصیات ہے. لہذا، عام آلات اور سرکٹ ڈیزائن کے طریقوں کو اب خلا اور فوجی ایپلی کیشنز کی ضروریات کو پورا نہیں کرسکتے ہیں، اور خاص تابکاری کی سخت ڈیزائن ٹیکنالوجی کی ضرورت ہے.


2. تابکاری کے اثر کا تجزیہ

2.1 آلات پر کل خوراک کے اثر کا اثر

2.11 آلہ کے دروازے کے آکسیڈ پرت پر کل خوراک کے اثر کا اثر

چاہے سلکان دروازے یا دھاتی دروازے کا آلہ، دروازے اور سبسیٹ کے درمیان 50 ~ 200nm سی او او 2 پرت ہے. تابکاری کی حالت کے تحت، سی آئی او 2 انٹرفیس میں مثبت چارجز جمع ہوجائے گی. اس طرح کے ایک مثبت چارج جمع ہونے والے آلے کے تھراشوڈ وولٹیج کے بہاؤ میں اضافہ ہو جائے گا، جو آخر میں آلہ کی کارکردگی کو متاثر کرے گا. تابکاری کی طرف سے متعارف کرایا لیا قبضے کی تعداد کی تعداد سے متعلق حد تک وولٹیج کی تبدیلی کے طور پر اظہار کیا جا سکتا ہے:

1.png

فارمولہ: آکسائڈ کو قبضہ کرنے کے بعد بی ایچ سی کے قبضے والے جسم کے کثافت کا مستقل مثبت چارج حصہ ہے. پیرامیٹرز H 1 سی / سی او او 2 انٹرفیس آکسائڈ سے فاصلہ ہے، اور اس فاصلے پر قبضہ کر لیا سوراخ الیکٹرانک طور پر دروازے میں داخل ہونے والے سبسیٹیٹ کے ساتھ مشترکہ کیا جاسکتا ہے. صرف اس وقت جب آکسائڈ موٹائی 2 xh 1 (6 ملی میٹر) سے کم ہے، تو کوئی اہم سوراخ کی گرفتاری نہیں کی جاسکتی ہے.


اعداد و شمار 1 کل تابکاری ionizing خوراک میں اضافے کے ساتھ عام NMOS اور PMOS ٹیوبوں کے IV خصوصیت وکر کی تدریجی بہاؤ کو ظاہر کرتا ہے. آریھ میں ایکس محور دروازہ وولٹیج VG ہے، اور Y محور ڈرین موجودہ ID ہے. 0 unirradiated سے پہلے آلہ کے چہارم خصوصیات کی وکر ہے؛ 1، 2، 3 اور 4 مختلف نریٹریڈ خوراکوں کے تحت آلے کی چہارم کی خصوصیت وکر کی نشاندہی کرتی ہے. جیسا کہ وقت میں اضافہ ہوتا ہے، کل آئنائزیشن خوراک میں اضافہ ہوتا ہے، اور حد وولٹیج کی بہاؤ میں اضافہ ہوتا ہے. NMOS ٹیوب کے لئے، جب دروازے کے مثبت وولٹیج حد سے زیادہ وولٹیج سے زیادہ ہے، تو ٹرانجسٹر منتقل ہوجاتا ہے. PMOS ٹرانسٹسٹرز کے لئے، ٹرانسٹسٹرز منسلک ہوتے ہیں جب دروازے کے منفی وولٹیج کی حد وولٹیج سے کم ہے. اعداد و شمار 1 (ا) کے مطابق، NMOS ٹیوب کی کل آئنائزیشن خوراک میں اضافے کے ساتھ منحصر سمت میں حد وولٹیج ڈرائیو، جس میں حد وولٹیج میں کمی ظاہر ہوتی ہے. ٹرانسٹسٹرز کو کاٹنا چاہئے، اور اس وقت کے اختتام تک ٹرانسمیٹرز کو روکنے کی ضرورت ہے. اسی طرح، 1 (ب) کے مطابق، PMOS ٹیوب مجموعی آئنائیشن کی خوراک میں اضافے کے ساتھ بڑھتا ہے، اور تھولشول وولٹیج منفی سمت میں تبدیلی کرتا ہے، جس میں تھلڈول وولٹیج میں اضافہ ہوتا ہے. ٹرانسمیٹرز جو ہدایت کی جانی چاہیئے، بند کردیئے جاتے ہیں، اور ٹرانسٹسٹرز کو کاٹنے کے قابل ہونے کی ضرورت پڑتی ہے. فارمولہ (1) کے مطابق، NMOS ٹیوب اور PMOS ٹیوب کی حد وولٹیج بہاؤ گیٹ آکسائڈ کی پرت کے آکسیڈ پرت کی موٹائی کے اس مربع کے قریب تقریبا نسبتا ہے.


خوش قسمتی سے، عمل کے اہم سائز میں کمی کے ساتھ، آلے کے آکسائڈ کی پرت کی موٹائی میں کمی ہوتی ہے، اور آلے کے چوتھے خصوصیت کی بہار کم ہو جاتی ہے. 0.18 مائکرو میٹر میٹر داخل ہونے کے بعد دروازے آکسائڈ موٹائی 12 ملین سے زائد ہے، اور تابکاری کی وجہ سے حد وولٹیج بہاؤ نمایاں طور پر کم ہوسکتا ہے یا اس سے بھی محروم ہوجاتا ہے. ڈیوائس پر میکانیزم کے اثر و رسوخ کو سرکٹ ڈیزائن میں نظر انداز کیا جا سکتا ہے.

2.png

2.12 کل خوراک اثر کی وجہ سے رساو خطے میں رساو

NMOS ٹیوب کا خود سیدھ عمل، فعال علاقہ کی طرف سے تشکیل پتلی آکسائڈ کی پرت پر ذخیرہ کیا گیا ہے، ذریعہ / ڈرین سے polysilicon میں نہیں، اعلی حراستی کے سرکٹ کی مینوفیکچرنگ کے عمل، لیکن کی موجودگی پولسیلکان گیٹ اور دروازے آکسائڈ آکسیجن منتقلی زون نے مجموعی پاراسکیٹ ٹرانجسٹر تیار کیا، مجموعی خوراک کے اثرات پر پرجیوی ٹرانجسٹر بہت حساس تھا. تابکاری کی حالت کے تحت، SiO2 فیلڈ کے کنارے پر جمع ہونے والا مثبت چارج کنارے پرجیاتی ٹرانجسٹر کے رساو کی وجہ سے کرے گا. تابکاری کی خوراک میں اضافے کے ساتھ، کنارے پرجیاتی ٹرانجسٹر کے موجودہ رساو بھی تیزی سے بڑھ جاتا ہے. جب رسک موجودہ موجودہ اندرونی ٹرانجسٹر کے موجودہ ریاست میں بڑھ جاتا ہے تو، ٹرانجسٹر مستقل طور پر کھلے گا، نتیجے میں آلہ ناکامی. شکل 2 (الف) رساو میکانیزم کی سب سے اوپر کی سطح کی ایک ریاضیاتی ڈایاگرام ہے، اور شناخت 2 (ب) رساو میکانیزم سیکشن کی ایک ریاضی ڈایاگرام ہے.

3.png

4.png



میدان آکسائڈ کی پرت اصل میں ملحقہ ایم او او ٹیوبوں کے درمیان الگ الگ ہے. تاہم، مجموعی خوراک کے اثرات کے باعث، الیکٹرانک سوراخ جوڑی آکسیجن کی موجودگی میں ionized کیا جائے گا، اور سایہ کی طرف سے جمع کردہ انٹرفیس ریاست سی / سی او او 2 سیسٹم پر میدان آکسیجن کی شکل کو نیچے اور ایک الیکٹرانک رساو کا راستہ بنائیں. لیکر موٹر کو شکل 3 میں دکھایا جاتا ہے. فیلڈ آکسیجن کی طرف سے بنائے جانے والے رساو راستہ قریبی موومنٹ ٹیوب ذریعہ / رساو زون تک بڑھا سکتا ہے، جس میں VDD کے VSD کی موجودہ VSS میں اضافہ ہو گا.

5.png

2.2 آلات پر ایک ذرہ ذائقہ اثر کا اثر

ایک ذرہ ذائقہ اثر اسٹوریج کی ساخت پر مشتمل ایک ترتیب سرکٹ میں ہوتا ہے. ہم نے ایک ذرہ ذرہ فلپ اثر کی میکانیزم کی وضاحت کرنے کے لئے ایک مثال کے طور پر لیتے ہیں. شناخت 4 ایک سادہ لیچ ڈھانچہ ہے. جب پیداوار نوڈ ایک "ذہنی اثر" بنانے کے لئے ایک ذرہ ذیلی واقعہ کے تابع ہوتا ہے تو، ایک بڑی رقم پیدا کی جاتی ہے، جیسا کہ شناخت 5 میں دکھایا گیا ہے. بجلی کے میدان کے تحت، ionization کی طرف سے پیدا چارج بڑھ رہا ہے آلہ، جو بالآخر لیچ کی حالت پر اثر انداز کرتا ہے.

6.png

جب ذخیرہ کردہ ڈیٹا "0" ہے، NMOS ٹیوب زمین پر ہے. اس موقع پر، PMOS ٹیوب کا رساو اختتام این پی کی طرف سے تشکیل PN جنکشن کے ساتھ ریورس تعصب ریاست میں ہے، اور تعمیراتی برقی فیلڈ کی سمت کو نیند سے PMOS لیک کے اختتام پر ہدایت کی جاتی ہے. جب PMOS کے لیک کا اختتام ایک ذرہ کی طرف سے واقع ہے تو، بہت سے الیکٹرون سوراخ کے جوڑوں ionized ہیں. بجلی کے میدان کے تحت، بڑی تعداد میں سوراخ PMOS کے کمزور اختتام تک بڑھتی ہوئی ہے، اور الیکٹرو ن نیٹ ورک پر بہتی ہے. جب مثبت چارجز کی تعداد ایک خاص شدت کے PMOS رساو کے اختتام تک پہنچ جاتی ہے، تو یہ اصل اسٹوریج "0" کی حیثیت کو بدل جائے گی اور اسٹوریج "1" میں تبدیل ہوجائے گی. اصول 6 (الف) میں دکھایا جاتا ہے. اسی طرح جب ذخیرہ شدہ ڈیٹا "1" ہے، تو PMOS ٹیوب بجلی کی فراہمی پر ہے. اس وقت، NMOS ٹیوب کے رساو اختتام پی پی کے زیر انتظام پی این جنکشن کے ساتھ ریورس تعصب ریاست میں ہے، اور تعمیراتی برقی میدان کی سمت NMOS ٹیوب کے ریجج کے آخر سے ہدایت کی جاتی ہے. پی سبسیٹیٹ. جب NMOS کے لیک کا اختتام ایک ذرہ کی طرف سے واقع ہے تو، بہت سے الیکٹرون سوراخ کے جوڑوں ionized ہیں. برقی میدان کی کارروائی کے تحت، بڑی تعداد میں الیکٹران NMOS کے لکی اختتام پر بڑھتی ہوئی ہے، جبکہ cavitation P- سبساتیٹ میں بڑھا رہا ہے. جب این ایم او ایس کو منفی چارج سے گزرتا ہے تو اس کی ایک مخصوص سطح تک پہنچ جاتی ہے، یہ "1" کی اصل اسٹوریج کی حالت بدل جائے گا اور اسے "0" میں بدل جائے گی، جس میں شکل 6 (ب) میں دکھایا جاتا ہے.

7.png

مندرجہ بالا تجزیہ سے، یہ معلوم نہیں کرنا مشکل ہے کہ واحد واقعہ پریشان اثر CMOS سرکٹ ساخت میں ریورس پی این جنکشن کے وجود کی وجہ سے ہے، اور بجلی کی چارج کی بہار کو بلٹ میں برقی میدان کی طرف سے احساس ہوتا ہے، جو اصل منطقی ریاست کو متاثر کرتا ہے.