Физические механизмы повреждения интегральных микросхем в электромагнитных полях импульсного радиоизлучения тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

На правах рукописи

485оиэч

О

Солодов Александр Владимирович

ФИЗИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЯХ ИМПУЛЬСНОГО РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ

Специальность 01.04.03 - Радиофизика

2 О окт ж.

Автореферат диссертации на соиска1ше ученойстепени кандидата физико-математических наук

Ростов-на-Доиу -2011

4858094

Работа выполнена в Федеральном Государственном Унитарном Предприятии «Московский Радиотехнический Институт Российской Академии Наук».

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, профессор, Пирогов Юрий Андреевич

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор,

Лерер Александр Михайлович,

доктор физико-математических наук, доцент,

Звездина Марина Юрьевна

Ведущая организация: Институт Радиотехники и Электроники

имени В.А. Котелышкова Российской Ахадемии Наук

Защита состоится « 25 » ноября 2011 г. в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 212.208.10 в Южном федеральном университете по адресу: 344090, г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 5, ЮФУ, физфак, ауд. 247.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ЮФУ ш адресу: г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 14В.

Автореферат разослан « 10 » октября 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.208.10, доктор физико-математических наук, профессор Г.Ф. Заргаю

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Нарушения работоспособности изделий микроэлектроники зачастую связаны с сильными импульсными электрическими перегрузками в ирпях электронных систем. В основе таких нарушений, как правило, лежат отказы элементной базы - аналоговых или цифровых микросхем, диодов и т.д. Повышение стойкости элементной базы микроэлектроники (в том числе интегральных микросхем (ИМС), которые являются основными структурными элементами) к внешним воздействиям становится особенно актуальным в связи с разработками мощных источников радиочастотного излучения (случайные и преднамеренные воздействия, «электронный терроризм»). Особенно актуален этот вопрос для «ответственных» устройств военной и гражданской техники, от нормальной работы которых зависит жизнь людей (датчики на АЭС, пилотажно-навигационное оборудование самолетов, кораблей и т.п.) или нарушение работы которых могут приводить к крупным материальным потерям (устройства хранения информации, ЭВМ).

Поэтому задачи исследования и повышения стойкости элементной базы микроэлектроники к интенсивным электромагнитным импульсам излучения, как на уровне конструктивного исполнения изделий, так и на уровне логики их работы в составе радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), являются актуальными.

Требования по электромагнитной стойкости элемеотной базы, т.е. способности выполнять свои функции и сохранять параметры в пределах установленных норм во время и после воздействия радиоизлучения влияют на конструирование РЭА. Естественно, перед разработчиками возникает задача свести к минимуму нежелательные последствия, обусловленные действием внешнего радиоизлучения, путем рационального выбора существующей и разрабатываемой элементной базы, вдущей на комплектацию аппаратуры, применение специальных схемотехнических, технологических и конструктивных решений. При этом эффективность принимаемых мер тем выше, чем на более ранних этапах раз работки РЭА они реализуются.

Анализ экспериментальных исследований, проведенных другими авторами, показывает, что достаточно четких гипотез относительно механизмов повреждения полупроводниковых элементов (диодов, транзисторов и ИМС) на сверхвысоких частотах пока что нет. Весьма вероятно, что на высоких частотах действуют те же механизмы, что и в режиме видеоимпульса, однако эти механизмы (так же детально и подробно) не идентифицированы. По всей видимости, это связано со сложностью регистрации быстро протекающих процессов и изменений в структуре полупроводниковых элементов, происходящих при воздействии радиоимпульса.

3

Поэтому практически все авторы ограничиваются описанием условий возникновения и констатацией внешних особенностей отказа, что, конечно, не позволяет точно установить физическую причину повреждений.

В известных работах, посвященных воздействию импульсного радиоизлучения на интегральные микросхемы, были получены данные в относительно узких диапазонах параметров излучения, носящего отрывочный характер. Это не позволяло установить какие-либо функциональные зависимости и проводить оценки областей параметров радиоимпульсов, при которых обеспечивается работоспособность ИМС и РЭА в целом. Помимо этого предшествующие работы многое теряли из-за неопределенности в схемах и условиях испытания, вопросов контроля стойкости и регистрации результатов.

Практический интерес вызывают еще вопросы определения зависимостей уровней помеховых сигналов, возникающих в ИМС, от параметров воздействующих радиоимпульсов и условий воздействия, которые сегодня можно определять только экспериментальным путём. В связи с этим оценка стойкости ИМС посредством эксперимента является исключительно актуальной задачей.

Для описания повреждения полупроводниковых элементов обычно используется модель, предложенная Воншем и Беллом, впоследствии развитая Таска, которая описывает повреждение одного изолированного р-п перехода под действием одного импульса. При голиимпульсном воздействии появляются качественно новые особенности, связанные как с тем, что многие активные элементы ИМС (диоды, транзисторы), расположенные на кристалле, становятся полиимпульсными источниками тепловыделения, так и со статистическим характером повреждения полупроводниковых приборов. Однако в литературе практически отсутствует анализ повреждения микросхем, связанный с полиимпульсным воздействием.

Таким образом, актуальность настоящей работы определяется:

- необходимостью создания и совершенствования ИМС и их элементов, соответствующих современным требованиям ю устойчивости функционирования в электромагнитных полях импульсного радиоизлучения;

- недостаточной изученностью механизмов воздействия на ИМС электромагнитных полей полиимпульсного радиоизлучения;

- отсутствием экспериментальных данных, позволяющих установить какие-либо функциональные зависимости и проводить оценки областей параметров радиоимпульсов, при которых обеспечивается работоспособность ИМС и РЭА в целом,

- отсутствием методик экспериментальной оценки воздействия радиоимпульсов на ИМС, обесгкчивающих получение достоверной информации о механизмах и эффектах воздействия на микросхемы, расположенные на платах РЭА.

Это определило важность и практическую зшчимость решаемых в диссертации физических задач.

Цель и задачи диссертационной работы.

Целью работы является исследование физических механизмов повреждения ИМС и нахождение плотности потока энергии (интенсивности) электромагнитного излучения, приводящего к нарушению работоспособности ИМС в широкой области параметров излучения - длительности, частоты повторения импульсов и несущей частоты излучения.

Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие задачи:

- разработка и описание методик проведения исследований по изучению стойкости ИМС в электромагнитных полях импульсного радио излучения,

экспериментальное исследование эффектов воздействия импульсного радиоизлучения на ИМС в широком диапазоне изменения длительностей импульса г и частот повторения /•",

- моделирование физических процгссов, вызывающих отказы интегральных микросхем,

- развитие тепловой модели повреждения, в которой выполнен учет большого числа источников тепловыделения на кристалле ИМС,

- создание модели накопления повреждений, объясняющей зависимость интенсивности электромагнитного излучения, приводящего к повреждению ИМС от частоты повторения радиоимпульсов.

Научная новизна диссертационной работы.

Разработана методика получения экспериментальных данных для интенсивности радио излучения, приводящего к необратимым отказам широкого класса ИМС в области параметров излучения (длительностей и частоты повторения импульсов, несущей частоты излучения), в которой ранее исследования не проводились. Развита тепловая модель разрушения элементов ИМС мощными и частыми па сравнению с тепло выми константами времени радиоимпульсами, предложена модель накопления повреждений при действии редко следующих (с паузой между импульсами, большей тепловых постоянных) и относительно слабых импульсов.

При расчете тепловых процессов, приводящих к тепловому пробою р-п-перехода ИМС, впервые аналитически осуществлен учет нескольких источников тепловыделения на кристалле ИМС и полиимпульсный характер тепловыделения.

В рамках модели накопления повреждений определена и физически обоснована зависимость энергии отказа отчастоты повторения радиоимпульсов.

Научная к практическая значимость диссертационной работы.

Научная значимость работы заключается в развитии тешовой модели повреждения ИМС мощными импульсами и создании модели накопления повреждений в микросхеме при воздействии относительно слабых радиоимпульсов.

Практическую ценность представляет разработка методики экспериментальной оценки устойчивости функционирования ИМС, расположенных на платах РЭА, позволяющей определять уровень стойкости электронных систем в целом, устанавливать их соответствие требованиям устойчивости функционирования в условиях воздействий импульсного радиоизлучения, проводить откнкн стойкости современных микросхем и элементной базы изделий радиоэлектроники к воздействию интенсивного радиоизлучения и принимать соответствующие этим оценкам меры защиты.

Достоверность результатов диссертации подтверждается:

- корректностью применения математического аппарата и методов испытаний;

- сравнением полученных данных с результатами других авторов;

- сравнением результатов моделирования с полученными экспериментальными данными;

- апробацией и публикациями основных результатов исследований;

- результатами внедрения разработанных методов и рекомендаций в практику.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика проведения исследований отказов интегральных микросхем в электромагнитных полях интенсивного импульсного радиоизлучения. Методика предусматривает проведение комплекса измерений контрольных параметров таких, как несущая частота радиоизлучения, плотность потока энергии, длительность импульса, частота повторения радиоимпульсов, поляризация и угол падения мощного радиоизлучения, а также конструктивные и функциональные характеристики микросхем. Созданный для реализации этой методики набор экспериментальных приспособлений позволяет уменьшить разброс и повысить стабильность определения уровня повреждений (стойкости) ИМС при зтчительном разнообразии типов микросхем и различии режимов их функционирования. На основе разработанной методики определены значения шггенсивностей радиоизлучения, приводящего к повреждению ИМС в широком диапазоне значений длительностей и частот по вторе ния импульсов.

2. Тепловая модель повреждения ИМС в электромагнитных шлях импульсного радио излучения. В основе разработанной модели лежит утверждение, что падающее га лучение создает СВЧ токи и напряжения на всех выводах интегральной микросхемы. В результате источниками тепловыделения становятся многие элементы ИМС, причем

б

не только р-я-персходы, резисторы и омические контакты, но и токоведущие линии, сопротивление которых возрастаете увеличением несущейчастоты радиоимпульсов.

Для достаточно длинных импульсов (область стащшпарного распределения теша в модели Вонша-Белла) энергия повреждения р-л-перехода Ес пропорциональна длительности импульса т. Однако, когда области интенсивного перегрева от разных источников тепловыделения начинают перекрываться, энергия повреждения становится пропорциональной Ус

При полиимпульсном режиме тепловыделения, когда частота повторения радиоимпульсов К достаточно велика, накопление тепла происходит в верхних слоях чипа микросхемы, где расположены активные элементы. Перекрытие тепловых потоков от разных элементов микросхемы приводит к тому, что с увеличением частоты Т7 происходит уменьшение мощности импульсов, достаточной для повреждения р-п-жреходов в этих верхних слоях чипа ИМС.

3. Модель накопления повреждений ИМС в интенсивных импульсных полях радиоизлучения, описывающая процессы повреждения ИМС относительно слабыми импульсами, длительность паузы между которыми настолько больше тепловых постоянных, что эффект накопления тепла отсутствует. В отличие от тепловой модели модель накопления повреждений утверждает, что действие одного импульса приводит к несущественным для работы ИМС локальным изменениям структуры и выход прибора из строя происходит при достижении критического числа дефектов. Наблюдаемое уменьшение мощности повреждения с увеличением частоты повторения импульсов обусловлено тем, что повреждение полупроводникового элемента осуществляется путем создания большего числа локальных дефектов. Вывод из строя ИМС одним мощным импульсом требует формирования одного крупного дефекта, эквивалентного закритическому набору локальных повреждений.

Личный вклад автора.

Результаты, составляющие основу диссертации, получены автором лично. В опубликованных работах с соавторами автору диссертации принадлежат разработка методики проведения экспериментальных исследований, разработка моделей и проведение численных исследований, анализ и интерпретация полученных теоретических и экспериментальных результатов.

Апробация результатов работы.

Основные результаты исследований, приведенных в диссертации, представлены и обсуждались на ведущих международных отечественных и зарубежных конференциях и симпозиумах:

- Всесоюзный симпозиум ш проблемам электромагнитной совместимости технических средств, Суздаль, 1991;

9-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техшжа и телекоммуникационные технологии», Севастополь, 1999;

10-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, 2000;

11-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, 2001

14-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, 2005;

15-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, 2006;

18-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, 2008;

20-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, 2010;

- IV Всероссийская научно-техническая конференция «Радиолокация и радиосвязь», Москва, 2010.

Публикация результатов работы.

По теме диссертации опубликована 21 печатная работа, в том числе, 8 статей в журналах, рекомендованных ВАК для публикации научных результатов диссертаций. Основные результаты представлены также в материалах российских и международных конференций.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и двух приложений. Материал диссертационной работы изложен на 187 страницах текста, содержит 72 рисунка и 3 таблицы. Список литературы включает 239 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обоснована актуальность, указана цель работы, показана ее новизна и практическая ценность полученных результатов, сформулированы положения, выносимые на защиту.

Первая глава содержит обзор литературы, посвященной вопросам нарушения работоспособности полупроводниковых приборов, в том числе ИМС, под действием мощных импульсов радиоизлучения.

Проведен анализ современного состояния исследований механизмов воздействия электромагнитных полей на полупроводниковые приборы и рассмотрены методы оценки такого воздействия при высокой импульсной СВЧ мощности.

Отмечается, что в литературе практически отсутствует а;)ализ характеристик повреждения микросхем, связанный с иолиимпульсным воздействием радиоизлучения. При таком характере воздействия появляются качественно новые особенности, связанные как с тем, что многие активные элементы ИМС (диоды, транзисторы), расположенные на кристалле, становятся полиимпульсными источниками тепловыделения, так и со статистическим характером повреждений полупроводниковых приборов.

Выполнен анализ современного состояния вопроса по исследованию устойчивости работы интегральных микросхем в импульсных электромагнитных полях, выбраны направления проведения теоретических и экспериментальных работ. Поставлены задачи для выполнения намеченных целей [1 ].

Во второй главе представлены результата экспериментальных исследований повреждения интегральных микросхем в поле интенсивного СВЧ излучения. Исследования проводились в основном на мощных СВЧ установках, работающих на длине волны излучения А, = 4 см в диапазонах длительностей СВЧ импульса 0,1... 1000 мке и частот повторения Р = 0,1 ...10000 Гц. Представлены результаты большого числа экспериментов и выполнена статистическая обработка полученных данных.

В разделе 2.1 представлена методика [1-4], определяющая порядок проведения экспериментов с интегральными микросхемами различного типа.

Объектом исследований являлись в основном цифровые ИМС, входящие в состав изделий радиоэлектронной аппаратуры. Для выяснения влияния технологических, схемотехнических, конструктивных особенностей и степени интеграции исследования проводились с разными сериями ИМС.

Микросхемы исследовались в соответствии со схемой рис. 1 как при наличии питания и управляющих сигналов, так и без них.

Рис. 1

ИМС вставлялись в монтажно-испытателъную колодку, которая обеспечивала возможность коммутации выводов ИМС и экранировку информационных и силовых

кабелей. Колодка вместе с микросхемой 3 помещалась в фокальное пятно диаметром 10...30 см антенной решетки 2 СВЧ генератора 1.

По экранированным кабелям 7 на ИМ С подавалось питание 8 и входные сигналы от генератора импульсов (ГИ) 9. Сигналы с входов, выхода и цепи питания микросхемы подавались на осциллограф 10. Запуск генератора радиоимпульсов и ГИ производился от единого источника синхросигнала 12. Это позволяло вводить контролируемую временную задержку между импульсом от ГИ, подаваемым наИМС и радиоимпульсом.

Форма и амплитуда СВЧ импульсов фиксировалась и регистрировалась с помощью детектора 4. Измерение плотности потока мощности проводилось с помощью измерителя мощности 5.

Вся измерительная аппаратура и аппаратура, обеспечивающая рабочий режим микросхемы, устанавливалась вне зоны облучения, в экранированном помещении 13.

Основной целью экспериментов было определение интенсивности радиоизлучения, приводящего к повреждению ИМС.

На первом этапе (раздел 2.2) в рамках электродинамической антенной модели [1,5-9] была изучена зависимость восприимчивости микросхем от взаимной ориентации выводов ИМС и вектора электрического поля Е в падающей волне и от длины выводов микросхем. Количественной мерой восприимчивости ИМС служила амплитуда сигнала помехи, формируемого в ИМС под действием СВЧ излучения.

В разделе представлены осциллограммы и графики зависимости амплитуды продетектированной наводки на входах и выходах микросхем от интенсивности излучения. При сравнительна невысоком уровне мощности сигнала СВЧ наводки происходит его детектирование на нелинейных элементах микросхемы и формирование видеосигналов. При высоком уровне мощности возможно повреждение р-л-переходов, токоведущих линий или контактных площадок.

В разделе 2.3 представлены результаты исследования повреждений ИМС [1-4].

Эксперименты проводились при различных режимах облучения и работы микросхем для определения критических значений интенсивности облучения, при кото рой про исходит выход ИМС И1 строя.

Следует отметить, что повреждение микросхем происходит, как правило, не на первом СВЧ импульсе, а через несколько секунд после начала облучения. На рис. 2 в качестве примера представлены осциллограммы, снятые в различные моменты времени I процесса выхода из строя микросхемы 133ЛДЭ при интенсивности импульса / = 62 Вт/см2, длительности т= 5 мке, частоте повторения /<" = 10 Гц и в моменты I = 0,1 с (а), 1с (б), 1,5 с (в), 2 с (г). (Развертка осциллографа то вертикали - 1 В/кл, по горизонтали - 5 мке/кл).

импульс I и свч-:

Шт

"а

Т2 ЛГ.—1___ ....... ....

_ )

"ии...: т

: :

......\......

1 ±_ч : 1

_ _ :......: "

1 .. .У 1 .г..

...... _

"1.......

к

Рис.2.

На рис.3 представлены зависимости усредненной интенсивности излучения I, вызывающей необратимое повреждение микросхем от длительности СВЧ импульсов г (в режиме с малой частотой повторения /•"< 10 Гц).

г; мкс

Рис.

3

1000 800

Анализ представленных результатов, показывает, что для большей части микросхем уровни повреждения лежат в диапазоне 50... 100 Вт/см2 при г = 5 мкс и возрастают до 1000.. .1500 Вт/см2 при т= 300 не. Т.е. разброс значений интенсивностей, при которых происходит повреждение ИМС различных типов, оказывается сравнительно небольшим ~4дБ, несмотря на значительное разнообразие типов микросхем и разные режимы их функционирования ('Напитанные" или "холодные").

Помимо параметров излучения результат действия СВЧ импульсов определяется технологией изготовления ИМС. КМОП микросхемы оказались менее устойчивыми, чем ТТЛ микросхемы. Максимальные уровни интенсивности облучения для повреждения имели микросхемы, изготовленные по ТТЛ технологии с диодами Шотгки.

Для микросхем памяти (ИМС 155РУ7 и 561РУ2), имеющие высокую степень интеграции (несколько тысяч транзисторов на кристалле), уровни повреждения оказались значительно меньше, чем для цифровых микросхем с низким уровнем интеграции элементов на кристалле. Особенно заметно отличие в области коротких

11

импульсов. Микросхемы памяти имеют малые размеры элементов, которые примерно на порядок меньше размеров элементов микросхем цифровой логики.

Одной из задач являлось исследование зависимости эффектов повреждения микросхем от частоты повторения радиоимпульсов. На рис. 4 представлена зависимость интенсивности повреждения / от частоты следования F СВЧ-импульсов длительностью г= 5 мкс для микросхем 133ЛН1.

Рис.4. Рис.5.

Проведенные исследования показали, что в диапазоне частот повторения импульсов 0,2...10 Гц уровни интенсивности СВЧ излучения, вызывающие повреждение микросхем, меняются слабо. С увеличение частоты повторения СВЧ импульсов уровень интенсивности, необходимый для повреждения микросхем, уменьшается. Это характерно для частот повторения 1 кГц, где повреждение связано с накоплением дефектов, а не с накоплением тепла от имцульса к импульсу.

Следует отметить, что все результаты измерений носят статистический характер. Даже на идентичных микросхемах выход из строя наблюдался в различные моменты времени и регистрировался при разных интенсивностях СВЧ излучения, что было связано с различием в таких слабо контролируемых параметрах ИМС, как число и распределение дефектов внутрир-п переходов и других элементах микросхем.

В разделе 2.4 проведена статистическая обработка результатов экспериментальных исследований [10].

На рис. 5 представлена полученная в результате обработки экспериментальных данных зависимость вероятности повреждения микросхем как функция числа радиоимпульсов N от начала воздействия до выхода ИМС из строя.

Эта зависимость была получена для серии однотипных ИМС при фиксированных значениях длительности импульсов т = 5 мкс. Как видно из рис. 5, до 40% повреждений происходит на первом импульсе. Среднее значение номера N импульса СВЧ излучения, соответствующего повреждению микросхем было <Л^> = 160, а среднеквадратичное отклонение <И2-<Ы>2>"2/<К> = 1,5, что указывает на наличие значительных

флуктуаций, причем величина А' флуктуирует существенно больше, чем флуктуирует величина порогового уровня интенсивности.

По результатам статистической обработки экспериментов была построена зависимость рис. 6 для вероятности повреждения от интенсивности излучения / (при длительности С ВЧ-им пульс а х= 5 мкс).

Наличие порога по интенсивности, ниже которого повреждений нет, говорит о том, что физические механизмы повреждения "запускаются'' только при превышении определенной мощности радиоимпульса.

Медленная скорость роста вероятности повреждения в области больших значений интенсивности, особенно при вероятности повреждения Р> 0,7...0,9 объясняется наличием большого числа каналов, по которым идет физический процесс повреждения.

В разделе 2.5 проведен анализ физических причин повреждения ИМС [3,4]. Было найдено, что 60% отказов связано с пробоем р-п переходов и 40% - с плавлением металлизации, которое чаще всего наблюдалось в области контактных площадок и поворотов токоведущих линий.

Рис. 7.

0 50 100 I Вт/см2

Рис. 6.

Наиболее уязвимыми оказываются входные элементы ИМС, на которые сигнал СВЧ наводки поступает не посредстве нно с выводов ИМС: на рис. 7 представлено фото поврежденной микросхемы 133ЛД.

В разделе 2.6 представлены методика проведения исследований и результаты экспериментов по определению уровней повреждения СВЧ микросхем [11-13].

Третья глава посвящена развитию тепловой модели повреждения применительно к микросхемам при различных длительностях и частотах повторения импульсов.

В настоящее время для описания повреждения одного р-и-перехода одним тепловым импульсом (при равномерном нагреве всего перехода) используется модель Вонша-Белла. Формула, связывающая энергию повреждения Ес плоского р-и-перехода при длительности импульса % имеет ври

EC=E0(1+JF¡7,+t/T2), (1)

где£0 = CpSwTc- энергия адиабатического нагрева объемар-я-пере хода до критической

температуры Тс, т, = у/2/к- тепловая постоянная р-и-перехода, ж и 51 - его толщина и площадь. х2 = 5/К С, р и к - теплоемкость, плотность и температуропроводность полупроводника.

Для р-«-перехода интегральных микросхем на кремнии (напряжение пробоя иь~ 7...9 В) тепловые постоянные т, ~ 2 не, т2 ~ 2...20 мке, и соответствующая энергия повреждения составляет десятые долимюероджоуля.

Применение модели Вонша-Белла и выражения (1) к тепловому повреждению ИМС приводит к отклонениям, связанным с большим количеством источников тепловыделения на кристалле микросхемы (раздел 3.1) [14], с полиимпульсным характером тепловыделения (раздел 3.2) [14], с неоднородным нагревом р-я-перехода для очень коротких импульсов т« г, (разделе 3.3, 3.4) [15,16].

Если электрические перегрузки в цепях обусловлены сильными электромагнитными наводками, формирующими сигналы сразу на всех выводах ИМС, то источниками тепловыделения являются многие активные элементы

Наряду с р-я-переходами, резисторами и омическими контактами, источниками тепловыделения являются токоведущие линии, сопротивление которых возрастает с увеличением частоты радиоимпульсов.

На рис.8 схематически представлено расположение тепловыделяющих элементов на верхней поверхности кристалла микросхемы.

Для обычных цифровых ИМС среднее расстояние между элементами на поверхности кристалла 21 ~ 20...80мкм (г/~/2/аг~5...30мкс). Поскольку толщина кристалла ИМС £> = 0,2 ...0,4 мм, то параметр ха ~ Т?/4 к для цифровых ИМС составляет величину порядка 0,1. ..0,4 мс.

ЕМ

Ес(г=5.икс)

_ 564ЛШ I 533ЛШ шлдз

Теория г, икс

100

1000

Рис.1

Рис.9

Для коротких импульсов (т < г;) размер области сильного перегрева оказывается меньше расстояния между активными элементами. Энергия повреждения может описываться моделью Вонша-Белла и формулой (1). С увеличением длительности импульса т, < т< хв области интенсивного перегрева начинают перекрываться, и возникает отклонение от модели Вонша-Белла и формулы (1).

Дм уточнения тепловой модели и формулы решалось уравнение теплопроводности, при условии, что все источники тепловыделения имеют одинаковую мощность. Получено аналитическое выражение для локальной максимальной температуры и энергии повреждения для р-п перехода диода микросхемы г.

Для анализа экспериментальных дашплх и сравнения их с результатами тепловой модели на рис.9 представлена зависимость энергии повреждения ИМС Е({ г) от длительности теплового импульса т, норм про в анная на энергию повреждения при т— 5 мкс. Точками обозначены результаты измерений для ИМС разных типов. Сплошной лшшей- данные расчетов по тепловой модели(1).

№ графика рис.9 видно, что в диапазоне длительностей импульсов 1...30 мкс имеет место хорошее соответствие теории и эксперимента.

В разделе 3.2 на основе построенной тепловой модели получено аналитическое выражение для зависимости энергии повреждения р-п-перехода диода микросхемы от частоты повторения импульсов в области высоких частот /<■> 1/т0 ~1кГц) [14].

За исключением специальных структур с малой площадью перехода, лавинный пробой начинается по узким каналам, в областях локального повышения амплитуды электрического поля. Такие неоднородные состояния могут возникать из-за дефектов структуры или на краях переходов, где имеется локальное усиление го ля.

При медленном нарастании поля идостаточт длинных СВЧ импульсах эти каналы расширяются за счет диффузии носителей и тепла, так что можно считать разогрев объемар-л-перехода однородным.

В режиме коротких импульсов или на кругом фронте импульса перекрытия каналов не происходит. Локализация тока в малом по сравнению с р-п-переходом объеме приводит к снижению энергии повреждения в адиабатической области (раздел

3.3) [15,16]. В токоведущих линиях микросхем области локального повышения амплитуды электрического шля и плотности тока возникают на дефектах структуры (например, порах), углах поворота, изломах в области контактных площадок (раздел

3.4) [15].

В разделе 3.5 проведена с использованием «теории вибраторных антенн» оценка интенсивности радиоизлучения, приводящейк повреждению ИМС [5-7].

Четвертая глава посвящена теоретическому и экспериментальному анализу статистических особенностей повреждения ИМС под действием серии радиоимпульсов [10,17-21].

В ходе проведения экспериментов было замечено, что повреждение микросхем в режиме одиночного импульса происходит при энергии и мощности импульса существенно больших, чем мощность и энергия одного импульса в полиимпульсном

режиме. Статистические особенности таких процессов практически не исследованы. Так, тепловая модель не объясняет наблюдавшуюся в экспериментах зависимость от частоты повторения при частотах менее 1 кГц, когда накопление тепла от импульса к импульсу отсутствует.

Для объяснения этого явления в диссертации предложена модель накопления повреждений [16]. Она состоит в том, что под действигм одного импульса происходит локальное изменение структуры, например, образование дефекта, приводящего к изменению характеристик ИМС. Такой характеристикой может быть, например, дифференциальная проводимость p(t) выпрямляющего контакта входного диода микросхемы.

Размеры дефекта зависят от энергии импульса, а их число определяется структурой полупроводника и его однородностью. Выход прибора из строя будет про (входить при достижении некоторого критического числа дефектов и критического значения p(t)-pc-Таким образом, число импульсов, необходимое для повреждения может сильно изменяться от образца к образцу.

Наблюдаемое уменьшение мощности, необходимой для повреждения диода, с увеличением частоты повторения обусловлено тем, что повреждение полупроводникового элемента может происходить путем создания большого числа игбольших дефектов. Энергия образования каждого из них сравнительно невелика Для повреждения же элемента одним импульсом требуется создание одного большого дефекта при значительно большей величине интенсивности импульса.

Изменение дифференциальной проводимости р под действием одного мощного радиоимпульса длительностью г пропорционально скорости процесса повреждения r(t). Для оценки скорости изменения р используем активационную теорию Аррениуса, в соответствии с которой

it

r(t) = re W(\ (2)

где Ел — энергия активации, г - постоянная, зависящая от типа дефектов, к - постоя1шая Больцмана, T(t)- температура выпрямляющего контакта,- которая изменяется год действием радиоимпульсов. В теории Аррениуса считается, что Ел»кТ.

Если изменение параметрар происходит под действием нескольких импульсов, то и энергия активации и постоянная г могут быть разными для разных импульсов. Ниже будем предголагать, что изменения этих параметров от импульса к импульсу невелики и этими изменениями можно прежбречь. В этом случае получаем уравнение, описывающее изменение парам етрар(У

В выражение (3) включен релаксационный член \'р(0, описывающий процесс восстановления полупроводниковой структуры. Включение этого члена основано на том, что в ряде экспериментов наблюдалось полное или частичное восстановление параметров приборов (диодов, транзисторов).

Когда происходит импульсно-псриодический режим тепловыделения с длительностью прямоугольных импульсов г и частотой повторен™ ^ изменение нараметрар(У под действием пачки из .¡V импульсов принимает вид

Е

.. 1__—А—

N кТ.О'У

" ¡е >К ' М, (4)

о

где !](!) — температура выпрямляющего контакта в момент г действия /-го импульса.

Повреждение и образование дефектов в структуре р-л-перехода обусловлено его шггенстным разогревом под действием радиоимпульсов. Температура выпрямляющего контакта Т](1) в ур;шнении (4) может быть определена из уравнения теплопроводюсти

В зависимости от частоты повторения импульсов реализуются два тепловых режима - режим с накоплением тепла от импульса к импульсу (I- <> ]/т0) и режим (1>< 1/та), в котором накопленш тепла не происходит.

В работах [17-20] был рассмотрен случай, когда не происходит накопление тепла -один изолированный р-я-переход на кристалле, что довольно часто характерно для работы СВЧ диодов.

Тогда из решения уравнения теплопроводности, например, для плоского р-п перехода при длительности воздействующего импульса Г; < т< т2 температура выпрямляющего ко такта Т0

Если, как уже отмечалось, ИМС находится во внешнем электромагнитном поле радиоизлучения, то интенсивная высокочастотная наводка формируется одновременно на всех выводах микросхемы и источниками тепловыделения становятся многие активные элементы. Тогда, если время воздействия I » т1 , можно воспользоваться построенной тепловой моделью и учесть режим накопления тепла от импульса к импульсу в выражении для температуры Т/1) [21]. Например, для случая Р» 1/тв происходит накопление тепла от импульса к импульсу и температура будет увеличиваться. И через время I ~ т1} после шчала воздействш установятся колебания температуры: к окончагопо действия тепловых импульсов температура увеличится на

лт /77 > а в паузе между импульсами снизится почти до постоянного значения

Т^АТ^-

В результате, подставляя значение температуры Т0 в выражение (4), можно получить оценку величины изменения параметра ры после воздействия N импульсов перегрузки (как для режима с накоплением тепла от импульса к импульсу (Р >1/тц) [21], так и режима {Р<1/ти) [17-20]). И если величина рк превосходит значение рс то происходит повреждение прибора.

Наше предположение состоит в том, что статистические флуктуации параметра р связаны со случайной величиной активационной энергии ЕА и именно ее флуктуации определяют статистику.

Полагая, например, что энергия активации ЕА имеет равномерное распределение в диапазоне Е0 <ЕЛ < Е0+ А, можно оценить вероятность повреждения при превышении величины рс-

Незначительные вариации параметров предложенной модели накопления повреждений позволили при моделировании достаточно хорошо аппроксимировать экспериментальные данные, представленные в разделе 2.3. На рис. 10 показана зависимость вероятности повреждения р-я-перехода микросхем от числа воздействующих радиоимпульсов N.

КГц

Рис. 10.

Графики на рис. 10 построены при Е0 = кТс= к(Т0 + АТС), Т0 ~ 300°С, АТС = 500°С, А/Е0 = 7,г= 1мкс, V- 0,01 Гц, Р = 100 Гц. Для кривой 1 - АТ, = 150°, кривой 2- АТ, = 350°.

На рис. 11 представлена зависимость вероятности повреждения микросхем от относительной частоты повторения импульсов Р. Кривые рис. 11 построены при Е0 = кТс, Тс = 800°С, АТ, = 200°С, г = 1 мкс, N = 200, А/Е0 = 7, г = 1мкс, к = 0,01 Гц и отражают данные без учета накопления тепла (1) и с учетом накопления тепла (2).

Из графика 2 рис.11 видно, что для частот повторения импульсов Р >1/тв (т0и 1 мс) происходит накопление тепла от импульса к импульсу, но из-за большой

скважности МРт увеличение вероятности повреждения становится заметным только на частотах Р >3 103Гц.

Рассмотренная модель позволяет описывать зависимость мощности повреждешм ИМС и СВЧ диодов от числа воздействующих радиоимпульсов Ы, частоты их повторения и от мощности (или энергии).

В Заключении приводятся основные результаты и положения, выносимые на защиту.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Разработана методика проведения исследований отказов интегральных микросхем в электромапштных полях интенсивного импульсного радио излучения.

На основе методики в работе экспериментально получены зависимости шггенсивностей радио излучения, вызывающих необратимые отказы микросхем, от длительности СВЧ импульсов (в диапазоне длительностей 0,1... 1000 мкс).

Для микросхем памяти с высокой степенью интегращш уровни отказов оказались значительно меньше, чем для цифровых микросхем с низким уровнем интеграции элементов на кристалле. Особе гаю заметно отличие в области коротких импульсов.

Проведешые исследования показали, что в диапазоне частот повторения импульсов /--0,1... 10 Гц уровни интенсивности СВЧ излучения, вызывающие отказы микросхем, меняются слабо. С увеличение частоты повторения СВЧ импульсов К уровни интенсивности, необходимые для отказа микросхем, зтисньшаются. Это характерно, в том числе при частотах повторения Р< кГц, где повреждение связано с накоплением дефектов, а не с накоплением тепла от импульса к импульсу СВЧ излучегам.

Результаты измерений носят статистический характер. Даже на идентичных микросхемах выход из строя регистрировался при разных параметрах СВЧ излучения (отличалась интенсивность или время выхода из строя). Это связано, в частности, с различием в таких слабо контролируемых параметрах ИМС, как число и распределение дефектов внутри р-п переходов и других элементах микросхем.

По результатам статистической обработки экспериментальных исследований была построена зависимость вероятности повреждешм интегральных микросхем ТТЛ серии от интенсивности импульса СВЧ излучения. Наличие порога по интенсивности, ниже которого отказов пет, говорит о том, что физические механизмы повреждения "запускаются" только при превышении определенной мощности радиоимпульса

Физико-технический аналго поврежденных ИМС показал, что для микросекуцдных радиоимпульсов 60% отказов связано с пробоем р-и-переходов и 40% - с плавлением металлизации. Плавление чаще всего наблюдалось в области контактных площадок и поворотов токоведущих линий. Наиболее уязвимыми оказываются входные и выходные

19

элементы ИМС, на которые сигнал СВЧ наводки поступает непосредственно с выводов микросхем.

Расчеты, выполненные в рамках тепловой модели, показали, что в области длительностей радиоимпульсов 1...40мкс энергия Ес вторичного пробоя ИМС пропорциональна ~ Vt, что довольно хорошо согласуется с экспериментальными данными

Получена аналитическая зависимость энергии вторичного пробоя ИМС от частоты повторения импульсов (в области высоких частот повторения F> FKp).

Результаты экспериментов показывают, что отказы микросхем в режиме одиночного импульса происходят при энергии и мощности импульса больших, чем мощность и энергия одного импульса в полиимпульсном режиме. С увеличением частоты повторения импульсов мощность импульса, приводящая к необратимому отказу, уменьшается. Эффект наблюдается и в том случае, когда пауза между импульсами значительно больше тепловых постоянных, например, на частотах в десятки и сотни Гц.

Для объяснения этого явления в диссертации предложена модель «накопления повреждений». Она состоит в том, что под действием одного импульса происходит локальное изменгние структуры, например, образование дефекта. Выход прибора из строя будет происходить при достижении некоторого критического числа дефектов. Размеры дефекта зависят от энергии импульса, а их число определяется структурой полупроводника, его однородностью. Таким образом, число импульсов, необходимых для повреждения, может сильно изменяться от образца к образу. Наблюдаемое уменьшение мощности, необходимой для повреждения диода, с увеличением частоты повторения обусловлено тем, что отказ полупроводникового элемента может происходить путем создания большого числа небольших дефектов.

Представленная модель позволяет описывать зависимость мощности повреждения ИМС и СВЧ диодов от мощности (или энергии) воздействующих радиоимпульсов их числа N и частоты их повторения F.

Список публикаций по теме диссертации (статьи в журналах из списка ВАК отмечены звездочкой)

1. * Ключ ник A.B., Пирогов Ю.А., Солодов A.B. Методические аспекты исследования стойкости интегральных микросхем в электромагнитных шлях импульсного радио излучения. // Журнал радиоэлектроники, 2010, №8, с. 1-27.

2. Васильев К.Б., Ключник A.B., Солодов A.B. Повреждение цифровых интегральных год действием импульсного радиоизлучения. // 11-я Между пар. Крымская конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии». (КрыМиКо'2001): материалы конф,- Севастополь: Вебср, 2001, с. 540-541.

20

3. * Ключ ник А.В., Пирогов Ю.А., Солодов Л.В. Исследование стойкости интегральных микросхем в электромагнитных полях импульсного радиоизлучения. // РиЭ, 2011, т. 56, № 3, с. 375-378.

4. Klyuchnik A.V., Pirogov Yu.A., Solodov A.V. Investigation of thc 1С Résistance to Pulsed Iilectromagnetic Radiation. // Journal of Communications Technology and Electronics, 2011, Vol. 56, No. 3, pp. 342-346.

5. Васильев К.Б., Ключник A.B., Солодов Л.В. Наводки в радиоэлектронных цепях в интенсивном электромагнитном поле. // 10-я Междунар. Крымская конф. «СВЧ-тсхника и телекоммуникационные технологии». (КрыМиКо'2000): материалы конф. Севастополь: Вебер, 2000, с. 480-481.

6. Залешип А.В., Ключник А.В., Романовский В.Н., Солодов А.В., 'Гюльпаков В.Н. Эффекты паразигного детектированш радиочастотного излуче1шя в полупроводниковых приборах. // 14-я Междунар. Крымская конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии». (КрыМиКо'2005): материалы конф.- Севастополь: Вебер, 2005, с. 683-684.

7. Зале шин А.В., Ключник А.В., Солодов А.В., Тюльпаков В.Н. Динамика изменения параметров детекторных диодов под действием коротких СВЧ импульсов. // 18-я Междунар. Крымская конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии». (КрыМиКо'2008): материалы конф.- Севастополь: Вебер, 2008, с. 670-671.

8. *3алешин А.В., Ключник А.В., Пирогов Ю.А., Солодов АВ. Работа детекторных диодов год действием коротких радиоимпульсов. //РиЭ, 2011, т. 56, № 6, с. 760-764.

9. Zaleshin A.V., Klyuchnik A.V., Pirogov Yu.A., and Solodov A.V. Opération of Detector Diodes under thc Action of Short RF Puises. // Journal of Communications Technology and Electronics, 2011, Vol. 56, No. 6, pp.708-711.

10. Васильев К.Б., Ключник A.B., Солодов A.B. Статистика отказов цифровых ИМС, вызванных импульсным радиоизлучением. // 9-я Меяздупар. Крымская конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные техшлогии». (КрыМиКо'1999): материалы конф.- Севастополь: Вебер, 1999, с.329-330.

11. Ключник А.В., Солодов А.В., Тюльпаков В.Н. Воздействие мощных электромагнитных помех на работу смесителей. // 18-я Междунар. Крымская конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные техшлогии». (КрыМиКо'2008): материалы копф.- Севастополь: Вебер, 2008, с. 668-669.

12. *Ключник А.В., Пирогов Ю.А., Солодов А.В., Тюльпаков В.Н. Влияние радиоимпульсов высокого уровня мощности на работу смесителей. // РиЭ, 2011, т. 56, № 3, с. 370-374.

13. Klyuchnik A.V., Pirogov Yu.A., Solodov A.V., and Tyul'pakov V.N. Effect of High Power RF Impulses on the Mixer Operation. // Journal of Communications Technology and Electronics, 2011, Vol. 56, No. 3, pp. 347-350.

14. * Ключник A.B., МасловД.Е., Солодов A.B. Тепловое повреждение интегральных микросхем. // Электр. Техника. Сер. СВЧ техника, 1994, Вып. 1(461), с. 46-48.

15. Ключник А.В., Солодов А В. Тепловой пробой р-и-пе ре ходок и выгорание токоведущих линий // Тезисы доклада на Всесоюзн. с ими по проблемам электромагнитной совместимости технических средств.- Суздаль, 1991, с. 43.

16. Ключник А.В., Солодов А.В. Повреждение полупроводниковых приборов дад действием импульсов со сверхкоротким фронтом // 20-яМеждунар. Крымская конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии». (КрыМиКо'2010): материалы конф,- Севастополь: Вебер, 2010, с. 946-947.

17. Солодов А.В. Вероятность повреждения ИМС интенсивным радио излучением. // 16-я Междунар. Крымская копф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии». (КрыМиКо'2006): материалы конф.- Севастополь: Вебер, 2006, с. 719-720

18. * Ключ ник АВ., Солодов А.В. Статистическая модель повреждения цифровых интегральных микросхем импульсным радиоизлучением. // Радиотехника, 2010, №2, с. 37-41.

19. *Юиочник А.В., Пирогов Ю.А., Солодов А.В. Модель накопления повреждений интегральными микросхемами в электромагнитных полях импульсного радиоизлучения.//Журналрадиоэлектроники,2010,№7, с. 1-12.

20. Ключник А.В., Пирогов Ю.А., Солодов А.В. Моделирование вероятности повреждения СВЧ диодов импульсным радио излучением. II IV Всероссийская научно-техническая конф. «Радиолокация и радиосвязь», 29 ноября- 3 декабря 2010 г.- М.: ИРЭ РАН, с. 565-569.

21. *Ключник А.В., Пирогов Ю.А., Солодов А.В. Статистика повреждения СВЧ диодов импульсным радиоизлучением. // Журнал радиоэлектроники, 2010, №12, с. 1-13.

Солодов Александр Владимирович ФИЗИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЯХ ИМПУЛЬСНОГО РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ

автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Подписано в печать 23.09.2011 г. Формат 68x84 Бумага тип №1. Печать трафаретная Усл.печ.л. 1,0. Уч.-изд.л. 0,9 Тираж 100 Экз. Заказ № 829 Отпечатано в типографии «Типография 11-й ФОРМАТ» г.Москва, Варшавское ш. д.36.

Введение.

1 Анализ состояния вопроса и постановка задач исследований.

1.1 Физические механизмы нарушения работоспособности интегральных микросхем при воздействии импульсным радиоизлучением.

1.2 Выводы.

1.3 Постановка задач диссертационных исследований.

2 Экспериментальные исследования нарушения работоспособности интегральных микросхем.

2.1 Методика проведения экспериментальных исследований.

1.2 Исследование эффектов воздействия радиоизлучения на интегральные микросхемы.

2.3 Результаты исследований повреждения ИМС.

2.4 Статистическая обработка результатов экспериментальных исследований.

2.5 Физико-технический анализ поврежденных интегральных микросхем.

2.6 Экспериментальные исследования воздействия радиоизлучения на СВЧ микросхемы.

2.7 Выводы.

3 Тепловая модель повреждения интегральных микросхем.

3.1 Описание модели, основные результаты.

3.2 Полиимпульсный режим тепловыделения.

3.3 Тепловой пробой р-п-переходов с различной геометрией.

3.4 Выгорание токоведущих линий.

3.5 Оценка интенсивности радиоизлучения приводящего к повреждению микросхем.

3.6 Выводы.

4 Статистическая модель повреждения интегральных микросхем импульсным радиоизлучением.

4.1 Результаты экспериментальных исследований.

4.2 Модель накопления повреждений.

4.3 Выводы.

Нарушения работоспособности изделий микроэлектроники зачастую связаны с сильными импульсными электрическими перегрузками в цепях электронных систем. В основе таких нарушений работоспособности, как правило, лежат отказы элементной базы - аналоговых или цифровых микросхем, диодов и т.д. Повышение стойкости элементной базы микроэлектроники (в том числе интегральных микросхем (ИМС), которые являются основными структурными элементами) к внешним воздействиям становится особенно актуальным в последнее время в связи с разработками* мощных источников радиочастотного излучения [1-10] (случайные и преднамеренные воздействия, «электронный терроризм» [11-12]). Особенно остро этот вопрос стоит для «ответственных» устройств военной и гражданской техники, от нормальной работы которых зависит жизнь людей (датчики на АЭС, пилотажно-навигационное оборудование самолетов, кораблей и т.п.) или нарушение работы которых могут приводить к крупным материальным потерям (устройства хранения информации, ЭВМ) [13-21].

В этой связи задачи исследования физических механизмов повреждения и повышения стойкости элементной базы микроэлектроники к интенсивным электромагнитным импульсам излучения, как на уровне конструктивного исполнения изделий, так и на уровне логики их работы в составе радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) являются актуальными [22-31].

Требования по электромагнитной стойкости элементной базы, т.е. способности выполнять свои функции и сохранять параметры в пределах установленных норм во время, и после воздействия радиоизлучения, влияют на конструирование РЭА. Естественно, перед разработчиками возникает задача свести к минимуму нежелательные последствия, обусловленные действием внешнего радиоизлучения, путем рационального выбора существующей и разрабатываемой элементной базы, идущей на комплектацию аппаратуры, применение специальных схемотехнических, технологических и конструктивных решений. При этом эффективность принимаемых мер тем выше, чем на более ранних этапах разработки РЭА они реализуются.

Анализ экспериментальных исследований, проведенных другими авторами, показывает, что достаточно четких гипотез относительно механизмов пробоя и повреждения полупроводниковых элементов (диодов, транзисторов и ИМС) на сверхвысоких частотах пока что нет. Весьма вероятно, что на высоких частотах действуют те же механизмы, что и в режиме видеоимпульса, однако эти механизмы (так же детально и подробно) не идентифицированы. По всей видимости, это связано со сложностью регистрации быстро протекающих процессов и изменений в структуре полупроводниковых элементов, происходящих при воздействии радиоимпульса. Поэтому практически все авторы ограничиваются описанием условий возникновения и констатацией внешних особенностей отказа, что, конечно, не позволяет точно установить физическую причину повреждений.

В работах, посвященных воздействию импульсного радиоизлучения на интегральные микросхемы, были получены данные в относительно узких диапазонах параметров излучения и поэтому носят отрывочный характер. Это также не позволяет установить какие-либо функциональные зависимости и проводить оценки областей параметров радиоимпульсов, при которых обеспечивается работоспособность ИМС и РЭА в целом. Помимо этого предшествующие работы многое теряли из-за неопределенности в схемах и условиях испытания, вопросов контроля стойкости и регистрации результатов.

Практический интерес вызывают также вопросы определения зависимостей уровней помеховых сигналов, возникающих в ИМС, от параметров воздействующих радиоимпульсов и условий воздействия, которые сегодня можно получить только экспериментальным путём. В связи г с этим оценка стойкости ИМС экспериментальным путем является исключительно актуальной задачей.

Как известно [32-35], для описания повреждения полупроводниковых элементов используется модель, предложенная Воншем и Беллом [36] и впоследствии развитой Таска [37], которая описывает повреждение одного изолированного р-п перехода под действием одного импульса. При пол и импульсном воздействии появляются качественно новые особенности, связанные как с тем, что многие активные элементы ИМС (диоды, транзисторы), расположенные на кристалле, становятся полиимпульсными источниками тепловыделения, так и со статистическим характером повреждения полупроводниковых приборов. Однако в литературе практически отсутствует анализ характеристик повреждения микросхем, связанный с полиимпульсным характером излучения.

Настоящая диссертационная работа посвящена исследованию физических механизмов и эффектов, приводящих к нарушению работоспособности интегральных микросхем в интенсивных электромагнитных полях импульсного радиочастотного диапазона.

Целью работы является исследование физических механизмов повреждения ИМС и нахождение плотности потока энергии (интенсивности) электромагнитного излучения, приводящего к нарушению работоспособности ИМС в широкой области параметров излучения — длительности, частоты повторения импульсов и несущей частоты излучения.

Основная часть работы носит экспериментальный характер. Она содержит разработку и описание методик проведения экспериментов и анализ полученных результатов.

Теоретические исследования включают моделирование физических процессов, вызывающих необратимые отказы интегральных микросхем. Для объяснения наблюдаемых эффектов при отказах ИМС в зависимости от длительности импульсов использована тепловая модель, а для объяснения зависимости от частоты повторения радиоимпульсов предложена и проанализирована модель накопления повреждений.

Достоверность научных положений и выводов подтверждается:

- корректностью использования математического аппарата и методов испытаний;

- сравнением полученных данных с результатами других авторов;

- сравнением результатов моделирования с полученными экспериментальными данными;

- апробацией и публикациями основных результатов исследований;

- результатами внедрения разработанных методов и рекомендаций в практику.

Содержание диссертационной работы по главам.

Первая глава содержит обзор литературы, посвященной вопросам нарушения работоспособности полупроводниковых приборов, в том числе ИМС, под действием мощных электромагнитных импульсов.

На основе анализа экспериментальных и теоретических исследований, проведенных другими авторами, сформулированы задачи для достижения поставленной в диссертационной работе цели.

При решении этих задач использовались теория электромагнитного поля, теоретические и экспериментальные методы исследования, принципы системного анализа и математического моделирования.

Во второй главе представлены методика [38] и результаты экспериментальных исследований по необратимым отказам интегральных микросхем в электромагнитных полях интенсивного радиоизлучения [39-44]. Исследования проводились на мощных СВЧ установках, работающих в импульсно-периодическом режиме. Представлены результаты исследований более чем 200 образцов ИМС, выполнен анализ и проведена статистическая обработка полученных данных. Проведен физико-технический анализ поврежденных интегральных микросхем.

Изучены физические механизмы и эффекты, приводящие к нарушению работоспособности интегральных микросхем. Исследованы зависимости возникающих эффектов от ориентации, длины выводов интегральных микросхем, параметров радиоизлучения (интенсивности, длительности и частоты повторения радиоимпульсов).

Третья глава посвящена развитию тепловой модели вторичного пробоя применительно к микросхемам при различных длительностях и частотах повторения импульсов [45-47]. В рамках тепловой модели рассматриваются виды источников тепловыделения, учитывается наличие большого числа таких источников тепловыделения на кристалле микросхемы.

Проведена оценка уровней интенсивности импульсного радиоизлучения, приводящего к повреждению ИМС. На основе методологии, разработанной в [48,49], проводился анализ способ проникновения СВЧ излучения (точки входа) в микросхему и путей его прохождения к возможным уязвимым элементам микросхемы [50-53]; с использованием развитой тепловой модели определяется уровень интенсивности импульсного радиоизлучения, необходимого для повреждения наиболее уязвимого элемента микросхемы.

Четвертая глава посвящена построению модели накопления повреждений при воздействии последовательности импульсов радиоизлучения и статистическому анализу вероятности отказа ИМС от числа и интенсивности воздействующих СВЧ-импульсов [54-59].

В заключении приводятся основные результаты диссертационной работы.

Научная новизна.

Разработана методика, на основе которой получены экспериментальные результаты для интенсивности радиоизлучения (приводящего к необратимым отказам широкого класса ИМС) в области параметров излучения (длительностей и частоты повторения импульсов, несущей частоты излучения), в которой ранее исследования не проводились.

Развита тепловая модель разрушения элементов ИМС мощными и частыми по сравнению с тепловыми константами радиоимпульсами. При расчете тепловых процессов, приводящих к тепловому пробою р-п перехода ИМС, впервые аналитически осуществлен учет нескольких источников тепловыделения на кристалле ИМС и полиимпульсный характер тепловыделения.

Предложена модель накопления повреждений при действии редко следующих (с паузой между импульсами, большей тепловых постоянных) и относительно слабых импульсов. В рамках модели накопления повреждений определена и физически обоснована зависимость энергии отказа от частоты повторения радиоимпульсов.

Практическая ценность.

На основе разработанной методики и полученных в диссертации данных можно проводить оценки стойкости элементной базы изделий радиоэлектроники к воздействию интенсивного радиоизлучения и принимать* соответствующие этим оценкам меры защиты.

Предложен способ оценки параметров радиоизлучения, приводящего к повреждению существующих и перспективных ИМС.

Внедрение результатов диссертационной работы.

Результаты диссертационной работы были использованы при проведении НИР в ФГУП «МРТИ РАН», основные результаты вошли в научно-технические отчеты.

Личный вклад автора.

Результаты, составляющие основу диссертации, получены автором лично. В опубликованных работах по теме диссертации с соавторами автору диссертации принадлежат разработка методики проведения экспериментальных исследований, построение моделей и проведение численных исследований, анализ и интерпретация полученных теоретических и экспериментальных результатов.

Апробация результатов работы.

Основные результаты исследований, приведенных в диссертации, представлены и обсуждались на ведущих международных отечественных и зарубежных конференциях и симпозиумах:

Всесоюзный симпозиум по проблемам электромагнитной совместимости технических средств, Суздаль, 1991

- 9-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуни-кационные технологии», Севастополь, 1999

- 10-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуни-кационные технологии», Севастополь, 2000

- 11-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуни-кационные технологии», Севастополь, 2001

- 14-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуни-кационные технологии», Севастополь, 2005

- 15-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и: телекоммуни-кационные технологии», Севастополь, 2006

- 18-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуни-кационные технологии», Севастополь, 2008

- 20-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуни-кационные технологии», Севастополь, 2010

- IV Всероссийская научно-техническая конференция «Радиолокация и радиосвязь», Москва, 2010.

Публикация результатов работы.

По теме диссертации опубликовано 21 печатная работа, в том числе, 8 статей в журналах, рекомендованных ВАК для публикации научных результатов диссертаций. Основные результаты представлены также в материалах российских и международных конференций.

Объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения,

4.3 Выводы

Представленные экспериментальные результаты показывают, что повреждение полупроводниковых элементов под воздействием пачки радиоимпульсов носит статистический (вероятностный) характер. Выход элемента из строя может рассматриваться на основе модели накопления повреждений и происходит при достижении некоторого критического числа дефектов, формирующихся под действием каждого импульса в пачке.

Построена модель накопления повреждений, основанная на активационной теории Аррениуса, в которой статистические особенности процесса повреждения определяются флуктуациями активационной энергии. Она позволяет описывать зависимость мощности повреждения ИМС и СВЧ диодов от числа воздействующих радиоимпульсов ./V, их частоты повторения Т7 и от мощности Р (или энергии).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным содержанием работы являются экспериментальные исследования нарушения работоспособности цифровых интегральных микросхем под действием интенсивного радиоизлучения.

Экспериментальные исследования проводились при различных режимах облучения с целью определения критических значений интенсивности облучения, при которой происходит выход ИМС из строя.

В работе получена зависимость интенсивности излучения, вызывающей необратимые отказы микросхем, от длительности СВЧ импульсов (в режиме с малой частотой повторения импульсов Р<ЮГц). Для большей части микросхем уровни необратимых отказов лежат в диапазоне 50. 100 Вт/см2 при г - 5 мкс и возрастают до ~ 1000 Вт/см2 при т= 0,1. .0,3 мкс.

Для микросхем памяти (ИМС 155РУ7 и 561РУ2) с высокой степенью интеграции уровни отказов оказались значительно меньше, чем для Цифровых микросхем с низким уровнем интеграции элементов на кристалле. Особенно заметно отличие в области коротких импульсов.

Проведенные исследования показали, что в диапазоне частот повторения импульсов /^о,1.10Гц уровни интенсивности СВЧ излучения, вызывающие отказы микросхем, меняются слабо. С увеличение частоты повторения СВЧ импульсов Р уровни интенсивности, необходимые для отказа микросхем, уменьшаются. Это характерно, в том числе при частотах повторения Р < Ркр ~ 1 кГц, где повреждение связано с накоплением дефектов, а не с накоплением тепла от импульса к импульсу СВЧ излучения.

Результаты измерений носят статистический характер. Даже на идентичных микросхемах выход из строя регистрировался при разных параметрах СВЧ излучения (отличалась интенсивность или время выхода из строя). Это связано, в частности, с различием в таких слабо контролируемых параметрах ИМС, как число и распределение дефектов внутри р-п переходов И других элементах микросхем.

По результатам статистической обработки экспериментальных исследований была построена зависимость вероятности повреждения интегральных микросхем 133 серии от интенсивности импульса СВЧ излучения, которая представлена на рисунке 2.26.

Наличие порога по интенсивности, ниже которого отказов нет, говорит о том, что физические механизмы повреждения "запускаются" только при превышении определенной мощности радиоимпульса. флуктуации интенсивности для микросхем одной серии оказываются меньше среднего значения. Для ИМС различных типов разброс пороговых значений интенсивности оказывается существенно больше.

Физико-технический анализ поврежденных ИМС показал, что для микросекундных радиоимпульсов 60% отказов связано с пробоем р-п переходов и 40% - с плавлением металлизации: Плавление чаще всего наблюдалось в области контактных площадок и поворотов токоведущих линий. Наиболее уязвимыми оказываются входные элементы ИМС, на которые сигнал СВЧ наводки поступает непосредственно с выводов ИМС.

Расчеты, выполненные в рамках тепловой модели, показали, что в области длительностей радиоимпульсов 1.40мкс энергия Ес вторичного пробоя ИМС пропорциональна ~Уг, что довольно хорошо согласуется с экспериментальными данными.

В области коротких импульсов или импульсов с крутым фронтом возможно значительное уменьшение энергии вторичного пробоя по сравнению с хорошо известным выражением обобщенной модели Вонша-Белла (1).

На основе решения уравнения теплопроводности на примере простых моделей выполнена оценка зависимости энергии повреждения ИМС с учетом большого числа источников тепловыделения на поверхности кристалла микросхемы и с учетом полиимпульсного характера тепловыделения.

Получена аналитическая зависимость энергии вторичного пробоя ИМС от частоты повторения импульсов (в области высоких частот повторения

Р >

Результаты экспериментов показывают, что отказы микросхем в режиме одиночного импульса происходят при энергии и мощности импульса больших, чем мощность и энергия одного импульса в пол и импульсном режиме. С увеличением частоты повторения импульсов мощность импульса, приводящая к необратимому отказу, уменьшается. Эффект наблюдается и в том случае, когда пауза между импульсами значительно больше тепловых постоянных, например, на частотах в десятки и сотни Гц.

Для объяснения этого явления в диссертации предложена модель «накопления повреждений». Она состоит в том, что под действием одного импульса происходит локальное изменение структуры, например, образование дефекта. Выход прибора из строя будет происходить при достижении некоторого критического числа дефектов. Размеры дефекта зависят от энергии импульса, а их число определяется структурой полупроводника, его однородностью. Таким образом, число импульсов, необходимых для повреждения, может сильно изменяться от образца к образцу. Наблюдаемое уменьшение мощности, необходимой для повреждения диода, с увеличением частоты повторения обусловлено тем, что отказ полупроводникового элемента может происходить путем создания большого числа небольших дефектов.

На основании представленной модели приведены результаты расчетов вероятности отказов микросхем от числа импульсов N и мощности воздействующих радиоимпульсов в области малых {Г < Ркр) частот повторения радиоимпульсов.

На защиту выносятся следующие основные результаты.

1. Методика проведения исследований отказов интегральных микросхем в электромагнитных полях интенсивного импульсного радиоизлучения. Методика предусматривает проведение комплекса измерений контрольных параметров таких, как несущая частота радиоизлучения, плотность потока энергии, длительность импульса, частота повторения радиоимпульсов, поляризация и угол падения мощного радиоизлучения, а также конструктивные и функциональные характеристики микросхем. Созданный для реализации этой методики набор экспериментальных приспособлений позволяет уменьшить разброс и повысить стабильность определения уровня повреждений (стойкости) ИМС при значительном разнообразии типов микросхем и различии режимов их функционирования. На основе разработанной методики определены значения интенсивностей радиоизлучения, приводящего к повреждению ИМС в широком диапазоне значений длительностей и частот повторения импульсов.

2. Тепловая модель повреждения ИМС в электромагнитных полях импульсного радиоизлучения. В основе разработанной модели лежит утверждение, что падающее излучение создает СВЧ токи и напряжения на всех выводах интегральной микросхемы. В результате источниками тепловыделения становятся многие элементы ИМС, причем не только р-я-переходы, резисторы и омические контакты, но и токоведущие линии, сопротивление которых возрастает с увеличением несущей частоты радиоимпульсов.

Для достаточно длинных импульсов (область стационарного распределения тепла в модели Вонша-Белла), например, энергия повреждения р-п перехода Ес пропорциональна длительности импульса г. Однако, когда области интенсивного перегрева от разных источников тепловыделения начинают перекрываться, то энергия повреждения становится пропорциональна "Уе

При полиимпульсном режиме тепловыделения, когда частота повторения радиоимпульсов Е достаточно велика, накопление тепла происходит в верхних слоях чипа микросхемы, где расположены активные элементы. Перекрытие тепловых потоков от разных элементов микросхемы приводит к тому, что с увеличением частоты Е происходит уменьшение мощности импульсов, достаточной для повреждения р-п-переходов в этих верхних слоях чипа ИМС.

3. Модель накопления повреждений ИМС в интенсивных импульсных полях радиоизлучения, описывающая процессы повреждения ИМС относительно слабыми импульсами, длительность паузы между которыми настолько больше тепловых постоянных, что эффект накопления тепла отсутствует. В отличие от тепловой модели модель накопления повреждений утверждает, что действие одного импульса приводит к несущественным для работы ИМС локальным изменениям структуры и выход прибора из строя происходит при достижении критического числа дефектов. Наблюдаемое уменьшение мощности повреждения с увеличением частоты повторения импульсов обусловлено тем, что повреждение полупроводникового элемента происходит путем создания при этом большего числа локальных дефектов. Вывод из строя ИМС одним мощным импульсом требует формирования одного крупного дефекта, эквивалентного закритическому набору локальных повреждений.

1. Бугаев С.П., Канаев В.И., Кошелев В.И., Черепенин В. А. Релятивистские многомодовые СВЧ-генераторы. Новосибирск: Наука. Сиб.отд., 1991.- 293с.

2. Gold S.H., Nusinovich G.S. Review of high-power microwave source research // Review Science Instrument, 1997, v. 68, N11, pp.3945-3974.

3. Абубакиров Э.Б., Денисенко A.H., Ковалев Н.Ф., Копелович Е.А., Савельев А.В., Солуянов Е.И., Фукс М.И., Ястребов В.В. Релятивистская лампа обратной волны с селективным трансформатором мод //ЖТФ, 1999, т.69, вып.11, с. 102-105.

4. Кицанов С.А., Климов А.И., Коровин С.Д., Куркан И.К., Пегель И.В., Полевин С.Д. Резонансная релятивистская ЛОВ дециметрового диапазона с импульсной мощностью 5 GW// Письма в ЖТФ, 2003, т.29, вып.6, с.87-93.

5. Винтизенко И.И., Жерлицын А.Г., Рябчиков А.И., Юшков Ю.Г. Разработка релятивистских СВЧ генераторов в НИИ Ядерной Физики при ТПУ // Известия Томского политехнического университета, 2003, т.306, №1, с. 101-115.

6. Giri D.V., Tesche F.M. Classification of international Electromagnetic Environments (IEME) // IEEE Transactions on EMC, 2004, v.46, N3, pp.322-328.

7. Климов А.И., Куркан И.К., Полевин С.Д., Ростов В.В., Тотьменинов Е.М. Мультигигаваттная релятивистская лампаобратной волны сантиметрового диапазона с модулирующим резонансным рефлектором //Письма в ЖТФ, 2008, т.34, вып.6, с.23-29.

8. Быстров Р. П., Черепенин В. А. Теоретическое обоснование возможностей применения метода генерации мощных наносекундных импульсов электромагнитного излучения при создании радиолокационных систем // журнал Радиоэлектроники, 2010, №4, с. 1-22.

9. Korovin S.D. High-Power Microwave Sources at the Institute of High Current Electronics // at http://www.congress-2006.hcei.tsc.ru /cat/proc 2004/13/Paper054.pdf.

10. Gurevich V. Electromagnetic Terrorism: New Hazards // Електро-TexHiKa i Електромехашка. 2005. №4, c.81-83.

11. Газизов T.P. Преднамеренные электромагнитные помехи и авионика. // Успехи современной радиоэлектроники, 2004, №2, с.37-51.

12. Backstrom, M.G., Lovstrand, K.G. Susceptibility of Electronic Systems to High-Power Microwaves: Summary of Test Experiences // IEEE Trans.on EMC, 2004, v. 46, N. 3, pp. 396-403.

13. Бердышев A.B. Влияние воздействия мощных СВЧ-импульсов на УКВ-радиостанцию // Антенны, 2001, №.5, с.57-60.

14. Sanders F.H., Sole R.L., Bedford B.L., David Franc D., Pawlowitz T. Effects of RF Interference on Radar Receivers // NTIA Report TR-06-444, 2006 at http://www.its.bldrdoc.gov/pub/ntia-i-pt/06-444/06-444.pdf

15. Arnesen O.H., Backstrom M., et al. High Power Microwave Effects on Civilian Wireless Equipment // EMC Europe Conference, Rome, September 2005 at http://www.ursi.org/Proceedings/ProcGA05/pdf/ E03.2(0528). pdf.

16. Юшков Ю.Г., Чумерин П.Ю., Артёменко C.H., Новиков С.А, Зеленцов Д.В. Экспериментальное исследование воздействия свч импульсов на работу персонального компьютера // РЭ, 2001, т.46, №8, с. 1020-1024.

17. Carter R.J., Grothaus M.G., Lucas J.H. Intentional electromagnetic interference test of a facility security entry system // at http:/^.iszf.irk.ru/hawk/URSI2002/URSI-GA/papers/pl426.pdf.

18. Mansson, D. Thottappillil, R. Nilsson, T. Lunden, O. Backstrom, M-Susceptibility of Civilian GPS Receivers to Electromagnetic Radiation // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, 2008, v.50, N2, pp.434-437.

19. Сахаров К.Ю., Михеев O.B., Туркин В.А., Корнев А.Н. Долбня С.Н., Певнев А.В Исследование функционирования локальных вычислительных сетей в условиях воздействия сверхкоротких электромагнитных импульсов // Технологии ЭМС, 2006, №3, с.36-46.

20. Идиатуллов 3, Р. Анализ и прогнозирование воздействия СВЧ-помех на низкочастотные радиоэлектронные устройства: Дисс. к.т.н. Казань: КГТУ им. А. Н. Туполева, 1996. - 142с.

21. Угрюмова Н.В. Исследование влияния СВЧ излучения высокого уровня мощности на структуры с р-n переходами: Дисс. к.ф-м.н., -Саратов: СГУ, 1998. 113с.

22. Акбашев Б. Б. Теоретические и экспериментальные методы оценки устойчивости терминалов к воздействию сверхширокополосныхэлектромагнитных импульсов: Дисс. к.т.н. Москва: МГИЭМ, 2005. - 159с.

23. Усков Г. К. Нелинейные процессы в усилительных каскадах СВЧ под воздействием интенсивных импульсных помех: Дисс. к.ф-м.н. -Воронеж: ВГУ, 2006. 178с.

24. Абрамов А. В. Особенности воздействия СВЧ и оптического излучения на полупроводниковые приборы СВЧ-диапазона: Дисс. к.ф-м.н. Саратов: СГУ им. Н. Г. Чернышевского, 2005. - 147с.

25. Левченко В. Н. Влияние сверхкоротких импульсов электромагнитного излучения на электрические параметры биполярных и полевых структур: Дисс. к.т.н. ВоронежЖ ВГТУ, 2008. - 132с.

26. Михайлов В. А. Обеспечение стойкости бортовых цифровых вычислительных машин к воздействию сверхкоротких электромагнитных импульсов: Дисс. к.т.н. Москва: МГИЭМ, 2009. - 152с.

27. Якимов A.B. Стойкость полупроводниковых приборов СВЧ к импульсным электромагнитным воздействиям: Дисс. к.ф.-м.н. -Санкт-Петербург: ГТУ, 1995. 170с.

28. Антипин В.В. Полупроводниковые приборы, интегральные микросхемы и устройства на их основе в условиях воздействия мощного и импульсного СВЧ излучения: Дисс. к.т. н. Москва: МИФИ, 1996. -254с.

29. Корнев А.Н. Экспериментальная оценка устойчивости устройств телекоммуникационных сетей при деструктивном воздействии сверхкороткоимпульсного электромагнитного излучения: Дисс. к.т.н. Москва: МГИЭМ, 2010. - 126с.

30. Antinone R.J. Young P.A., Wilson D.D., and et al. Electrical overstress protection for electronic devices. Noyes Publications, 1986. - 394 p.

31. Messenger G.C., Ash M.S. The Effects of radiation on Electronic System's. Van Nostrad, Reinhold Co. N.-Y. 1986. - 183 p.

32. Риккетс JT.У., Бриджес Дж. Э., Майлетта Дж. Электромагнитный импульс и методы защиты. М., Атомиздат, 1979. - 328 с.

33. Антипин В.В., Годовицын В.А., Громов Д.В., Кожевников А.О., Раваев A.A. Влияние мощных импульсных микроволновых помех на полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы // Зарубежная радиоэлектроника, 1995, №1, с. 37-52.

34. Waunch D.C., Bell R.R. Determination of threshold failure levels semiconductor diodes and transistors due to pulse voltage // IEEE Trans. Nucl. Sciens, 1968, Vol. NS 15, N6, pp. 244-259.

35. Tasca D.M. Pulse power failure modes in semiconductors // IEEE Trans. Nucl. Sciens, 1970, Vol. NS-17,N2, pp. 364-372.

36. Ключник A.B., Пирогов Ю.А., Солодов A.B. Методические аспекты исследования стойкости интегральных микросхем в электромагнитных полях импульсного радиоизлучения // журнал Радиоэлектроники, 2010, №8, с. 1-27.

37. Ключник A.B., Пирогов Ю.А., Солодов A.B., Тюльпаков В.Н. Влияние радиоимпульсов высокого уровня мощности на работу смесителей // РиЭ, 2011, т. 56, № 3, с.370-374.

38. Ключник А.В., Пирогов Ю.А., Солодов А.В. Исследование стойкости интегральных микросхем в электромагнитных полях импульсного радиоизлучения // РиЭ, 2011, т. 56, № 3, с.375-378.

39. А. V. Klyuchnik, Yu. A. Pirogov, А. V. Solodov, and V. N. Tyul'pakov. Effect of High Power RF Impulses on the Mixer Operation // Journal of Communications Technology and Electronics, 2011, Vol. 56, N. 3, pp. 347-350.

40. A. V. Klyuchnik, Yu. A. Pirogov, A. V. Solodov. Investigation of the 1С Resistance to Pulsed Electromagnetic Radiation //Journal of Communications Technology and Electronics, 2011, Vol. 56, N. 3, pp. 342-346.

41. Ключник A.B., Солодов А.В. Тепловой пробой р—«-переходов и выгорание токоведущих линий // Тезисы докл. всесоюзн. симл. по проблемам электромагнитной совместимости технических средств. Суздаль, 1991, с. 43.

42. Ключник А.В., Маслов Д.Е., Солодов А.В. Тепловое повреждение интегральных микросхем //Электр. Техн. Сер. СВЧ техн. 1994, Вып. 1 (461), с. 46-48.

43. Garver R.V., Tatum J.T. Assessment Methodology for radio frequency effects // IEEE National Symposium on electromagnetic compatibility, 1989, pp.137-142.

44. Methodology guidelines for high power microwave (HPM) susceptibility assessments. Ed. By N.J. Chesser. Report. Chairman A. Pesta. Jan-1990 г. ДСП.

45. Залешин А.В., Ключник А.В., Пирогов Ю.А., Солодов А.В. Работа детекторных диодов под действием коротких радиоимпульсов // РиЭ, 2011, т. 56, № 6, с. 760-764.

46. Zaleshin А. V., Klyuchnik А. V., Pirogov Yu. A., and Solodov А. V. Opération of Detector Diodes under the Action of Short RF Puises. // Journal of Communications Technology and Electronics, 2011, Vol. 56, No. 6, pp.708—711.

47. Солодов A.B. Вероятность повреждения ИМС интенсивным радиоизлучением // 16-я Междунар. Крымская конфер. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии». (КрыМиКо'2006): материалы конф. Севастополь: Вебер, 2006, с. 719-720.

48. Ключник A.B., Солодов A.B. Статистическая модель повреждения цифровых интегральных микросхем импульсным радиоизлучением // Радиотехника, 2010, №2, с. 37-41.

49. Ключник A.B., Пирогов Ю.А., Солодов A.B. Модель накопления повреждений интегральными микросхемами в электромагнитных полях импульсного радиоизлучения // журнал Радиоэлектроники, 2010, №7, с. 1-12.

50. Ключник A.B., Пирогов Ю.А., Солодов A.B. Моделирование вероятности повреждения СВЧ диодов импульсным радиоизлучением // IV Всероссийская научно-техническая конференция Радиолокация и радиосвязь 29 ноября 3 декабря 2010 г., Москва, с. 565-569.

51. Ключник A.B., Пирогов Ю.А., Солодов A.B. Статистика повреждения СВЧ диодов импульсным радиоизлучением // журнал Радиоэлектроники, 2010, №12, с. 1-13.

52. Taylor C.D., Harrison C.W. On the coupling of microwave radiation to wire structures // IEEE Trans., 1992, vol. EMC-34, N 3, pp. 183-188.

53. Шеин А.Г., Григорьев E.B., Старостенко B.B. Влияние ориентации электромагнитного поля при воздействии на интегральные микросхемы // Электронная техника. Сер. Упр. кач-вом., 1992, Вып. 2(149), с. 16-18.

54. Дементьев Ю.В, Каплун В.Г, Кучеров Ю.С, Сытник А.Ф. Влияние длины волны внешнего СВЧ излучения на стойкость элементной базы радиоэлектронной аппаратуры // Радиотехника, 1996, №2, с.125-126.

55. Пухов В.В., Ильин Ю.Д. Воздействие ВЧ- и СВЧ- помех па полупроводниковые приборы и интегральные схемы // Электронная техника. Сер. 1, Электроника СВЧ, 1986, Вып. 9(393), с. 25-28.

56. Баранов И.А., Обрезан О.И., Ропий A.M. Стойкость твердотельных модулей СВЧ к кратковременным электроперегрузкам // Обзоры по электронной технике. Сер. 1. СВЧ-техника. 1997. 111с.

57. Виненко В.Г, Красовский С.В, Усанов Д.А. Спектральный состав выходного сигнала СВЧ ограничителей мощности на p-i-n диодах // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ, 1987, вып. 8 (402), с.7-9.

58. Бердышев А.В., Щеренков В.В. Энергетические и временные характеристики сверхвысокочастотного импульса на выходе антенно-фидерного тракта радиоэлектронного средства // Физика волновых процессов и радиотехнические системы, 2003, т. 6, №2, с. 52-57.

59. Amdory R.A., Puglielly V.C.G., Richardson R.E. Microwave interference effect in bipolar transistors // IEEE Trans., 1975, vol.EMC-19, N2, pp.49-56.

60. Forchier M.L., Richardson R.E. Microwave-rectification RFI response in field-effect transistors. // IEEE Trans., 1979, vol. EMC-21, N4, pp. 312-315.

61. AndtrsonW.T., Simons M., King E.E. Dietrich H.B., Lombert R.J. Reduction of long-term transient radiation response in ion implanted GaAs FETs //IEEE Trans., 1982, v. NS-29, N 6, pp. 1533-1538.

62. Kocot С., S to Iter C.A. Backgating in GaAs MESFETs // IEEE Trans., 1982, vol. ED-29, N7, pp 1059-1064.

63. Роу Дж. M. Воздействие электромагнитных помех на схемы с транзистороно-транзистороной логикой // Труды конференции, Англия, Саутгемптон, 1980.

64. Le Vine S. D., Richardson R. E. Measurement techniques and instrumentation for detennining sensitivity of digital 1С's to radio-frequency // IEEE Instrum. and Meas. Conf. Bolder, March 25-27, 1986.

65. Листопад Н.И., Поборцев П.Н., Ясюля Г.И. Влияние помеховых сигналов на характеристики цифровых ИС // Электронная техника. Сер. Микроэлектроника, 1988, вып.1(125), с.130-132.

66. Бригидин A.M., Титович Н.А., Кириллов В.М., Влияние электромагнитных помех на цифровые интегральные схемы // Эл. тех-ка. Сер. Упр. качеством, стандартизация, метрология, испытания. 1989, вып.5 (137), с. 55-57.

67. Clayborne D. Taylor, Nicolas H. Younau. Effects from high power microwave illumination // Microwave Journal, 1988, vol.35, №6, pp.8096.

68. Бердышев A.B., Ивойлов В.Ф., Исайкин A.B., Козирацкий Ю.Л., Щереиков В.В., Ярыгин А.П. Экспериментальные исследования воздействия СВЧ импульсов на содержащие интегральные микросхемы радиоэлектронные устройства //Радиотехника, 2003, №6, с.85-88.

69. W.W. Everett III and W.W.Everett Jr. Microprocessor susceptibility to RF signals experimental results // Proceedings of the 1984 Scutheastcon, April, 1984, pp.512-516.

70. Kleiner С., Nelson J., Vassallo F., Heaton E. Integrated circuit model development for EMP //IEEE Trans., 1974, vol. NS-21, N6, pp. 323331.

71. Whalen J.J., Trout J.G., Larson C.E., Roe J.M. Computer-aided analysis of RFI effects in digital Integrated circuits //IEEE Trans, on EC., 1979, vol.21, N4, pp.291-297.

72. Tront J.G., Whalen J.J. et al. Computer-aided analysis of RFI effects in operational amplifiers. // IEEE Trans., 1979, vol.EMC-21, N4, pp.297306.

73. Tront J.G. Predicting URF upset of MOSFET digital IC's. // IEEE Trans., 1985, vol.EMC-27, N2, pp.64-69.

74. Strickland R., Auden N.F. Numerical analysis technique for diode-loaded dipole antennas. // IEEE Trans. EMC, 1993, v.35, N4, p.480-484.

75. Вдовки В.Д. Кллапш В.В., Черенсниг В.А, Помехи и сбои при нетепловом воздействии короткого электромагнитного импульса на радиоэлектронные устройства // Электромагнитные волны и электронные системы, 2003, т. 8, №1, с. 64-73.

76. Зиглин СЛ., Репецкая JI.B., Черепенин В.А. Воздействие мощных колебаний на импульсные устройства // Электромагнитные волны и электронные системы, 2008, т. 13, №6, с. 16-17.

77. К. Gong, Н. Feng, R. Zhan, and A. Z. Н. Wang. A Study of Parasitic Effects of ESD Protection on RF ICs // IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, 2002, vol. 50, N.l, pp. 393-402.

78. D. J. Kenneally, D. D. Wilson, and S. Epshtein. RF upset susceptibilities of CMOS and low power Schottky 4-Bit magnitude comparators // 1990 IEEE Int. Symp. on Electromag. Compat., Wash. DC, 21-23 Aug. 1990, pp. 671-677.

79. Т. M. Firestone, J. Rodgers, and V. L. Granatstein. Investigation of the Radio Frequency Characteristics of CMOS Electrostatic Discharge

80. Protection Devices // http://www.ireap.umd.edu/MURI-2001/ Publications/HPM%20upset%20paper.pdf.

81. Rodgers J., Firestone Т. M., Granatstein V. L., Walter M. Experimental Study of EMP Upset Mechanisms in Analog and Digital Circuits // http://www.ipr.umd.edu/MURI-2001/Review8June 02/09 Rodgers.pdf

82. Rodgers J., Firestone Т. M., Granatstein V. L. Diffusion Model of Nonlinear HPM Effects in Advanced Electronics // http://www.ipr. umd.edu /MURI-2001/FinalReview-071406/05 Rodgers.pdf.

83. Nilsson, Т., Lunden, O., Backstrom, M. HPM Susceptibility Measurements on GPS and WLAN Systems // Proceedings of EMC Europe Workshop, Electromagnetic Compatibility of Wireless Systems, Rome, Italy, 19-21 September 2005.

84. LoVetri J., Wibers A.T.M., Zwamborn A.P.M. Microwave Interactionwith a personal computer: experiments and modeling. // Proc of the 13th1.t. Zurich Symp. On EMC. Zurich, Switzerland, February 16-18, 1999, pp.203-206.

85. Rodgers J., Firestone T.M., Granatstein V. L. Nonlinear Effects in Advanced Communications Circuits Excited by Pulsed RF // http://www.ipr.umd.edu/MURI-2001/Review14Nov03/10rodgers.pdf

86. Сахаров К.Ю., Михеев О.В., Туркин В.А., Корнев А.Н. Долбня С.Н., Певнев А.В., Акбашев Б.Б. Исследование функционирования персональных компьютеров в условиях воздействия сверхкороткихэлектромагнитных импульсов. // Технологии ЭМС, 2006, № 2, с.44-49.

87. Bâckstrôm M. Is Intentional EMI a Threat Against the Civilian Society? // at http://www.el-qa.dk/Moeder/20069999-moedel5/15IEMI.pdf

88. Bayram Y., Chang P.C., Volakis J.L., Kim K., Iliadis A. High Power EMI on Digital Circuits Within Automotive Structures // http://www.ece.uic.edu/MURI-RF/PublicationsCanta/emc2006.pdf

89. Porter J.D., Billo R.E., Mickle M.H. Effect of active interference on the performance of radio frequency identification systems // at http://www.engr2.pitt.edu/SITE/RFID/papers/IJRFITAPorterBilloMickle.pdf

90. Gavar J. Main effect of mutual interference in radio communication systems using broadband transmitters. // IEEE Trans., 1986, vol. EMC-28, N4, pp.211-219.

91. Chase W.M., Rockway J.W., Salisbury G.C. A method of detecting significant sources of intermodulation interference. // IEEE Trans., 1975, vol.EMC-17, N2, pp.47-50.

92. Вейнгер А.И. Термо ЭДС горячих носителей заряда на р-п переходе // ФТП, 1975, т.9, вып.9, с. 216-224.

93. Аблязимова Н.А., Вейнгер А.И., Питанов B.C. Электрические свойства кремниевых р-п переходов в сильных СВЧ полях // ФТП, 1988, т.22, вып. 11, с. 2001-2007.

94. Аблязимова Н.А., Вейнгер А.И.,Питанов В.С.Влияние СВЧ поля на фотоэлектрические характеристики кремниевых р-п переходов // ФТП, 1992, т.26, вып.8, с. 1041-1047.

95. Д.А.Усанов и др. Снятие вырождения в р- и п- областях туннельного диода внешним СВЧ сигналом // Письма в ЖТФ, 1990, т. 16, вып.8, с.50-51.

96. Усанов Д.А. и др. Влияние греющего СВЧ поля на вольтамперные характеристики туннельного диода // Письма в ЖТФ, 1993, т. 19, вып.7, с.81-85.

97. Гулямов Р., Хамидова Б. Влияние геометрии образца на вольтамперную характеристику р-п перехода в сильном СВЧ поле. // ФТП, 1996, т.ЗО, вып.5, с.769-776.

98. Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Угрюмов Н.В. Возникновение отрицательного сопротивления в структурах на основе р-n перехода в СВЧ поле // ФТП, 1998, т.32, вып.11, с. 1399-1402.

99. Прогнозирование надежности полупроводниковых лавинных диодов /Конакова Р.В., Кордош П., Тхорик Ю.А. и др. Киев.: Наука думка. 1986.-168с.

100. Орешкин П.Т., Рыжков С.В. Барьерный слой как резонатор при поверхностно-барьерной неустойчивости // ФТП, 1984, т. 18, №6, с.1102-1105.

101. Baliga B.J., Ehle R., Sears A. et al. Breakdown stability of.gold, aluminum and tungsten Schottky barriers on gallium arsenide // IEEE Electron Devices Letters, 1982, v.EDL-3, N 7, pp. 177-179.

102. Katsukawa K., Taheuchi Т., Tokunaga K., Nagasako I. Failure analysis and reliability for X-band power GaAs FET //NEC Research and Development, 1983, N71, pp.82-87.

103. Dumas J.M., Paugam J., Le Mouellic C., Boulaire J.Y. Long term degradation of GaAs power MESFET's induced by surface effects // In.:21th Ann.Proc.Reliab.Phys., Phoenix, Arizona, 1983, pp.226-228.

104. Акулова Г. В., Корнилова Т. А. Исследование дефектов в арсениде галлия, вводимых при термокомпрессии // Электронная техника, Сер. 3, Микроэлектроника, 1980, вьтп.1, с. 61-64.

105. Тхорик Ю. А. Генезис деформаций и деформационные эффекты в полупроводниковых гетеросистемах // Автореф. дис. д-ра ф.-м.н., Вильнюс, 1980,41с.

106. Вальд-Перлов В. М., Вейц В. В., Сибирцев JI. С. Лавинно-пролетные диоды сантиметрового диапазона // Электронная техника, Сер. 2, Полупроводниковые приборы, 1978, вып.5/6, с. 87102.

107. Конакова Р. В., Филатов М. 10. Проблемы получения высокоэффективных лавинно-пролетных диодов на основе арсенида галлия // ПТМ, 1981, вып.34, с. 21 -40.

108. SasagawaK., Kazushi N. Masimii S., Hiroyuki A. A method to predict electromigration failure of metal lines // Jour., Appl. Phys., 1999, vol.86, №11, pp. 6043-6051.

109. Валиев К. А., Гольдштейн P. В., Житников Ю. В., Махвиладзе Т. М., Сарычев M. Е. Теория и моделирование разрушения тонкопленочных проводников, и долговечность металлизации интегральных микросхем.

110. Часть I. Общая теория переноса вакансий, генерации механических напряжений и зарождения микрополостей при электромиграции. Деградация и разрушение многоуровневой металлизации //Микроэлектроника, 2009, т. 38, № 6, с. 404-427.

111. Часть II. Деградация и объемное разрушение поликристаллической проводящей линии // Микроэлектроника, 2010, т. 39, № 3, с. 163176.

112. Абдуллаев Г. В., Джафаров Т. Д. Атомная диффузия в полупроводниковых структурах. М.: Атомиздат, 1980. - 280 с.

113. Физические основы надежности интегральных схем. / Сыноров В.Ф., Пивоваров Р.П., Петров Б.К., Долматов Т.В. /Под ред. Ю.Г. Миллер. М.: Сов. Радио, 1976. - 320 с.

114. Горлов М. И.,. Строганов А. В. Геронтология интегральных схем. Долговечность алюминиевой металлизации // Петербургский журнал электроники, 1997, №1, с.27-37

115. Басс Ф.И., Гуревич Ю.Г. Горячие электроны и сильные электромагнитные волны в плазме полупроводников и газового разряда. М.: Наука, Гл.ред. физ.-мат. Литературы, 1975. - 400с.

116. Ульев М. А. Эффекты горячих электронов в МОП- транзисторах // Обзоры по электронной технике. Серия 2 Полупроводниковые приборы, 1989, вып. 2(1431), 57с.

117. Синищук П.К., Чайка Г.Е., Шишияну Ф.С. Радиационно-стимулированная диффузия атомов в контакте металл-полупроводник // ФТП, 1985, т. 19, вып.4, с. 674-677.

118. Абдурахимов Д.Е. и др. Изменение свойств полупроводниковых материалов в результате воздействия СВЧ импульсов наносекундной и микросекундной длительности // МЭ, 1991, т.20, вып. 1, с.21-25.

119. Абрахимов Д.Е., Верещагин В.Л., Калинушкин В.П. и ДР// Краткие сообщения по физике. 1991, №6, с.27-29.

120. Kryshtab T.G., Lytvin P.M., Masin M.A., Prokorenko I.v. // Metal Phys. and Technol., 1997, vol. 19, N3, pp.71-77.

121. Беляев A.A., Беляев A.E., Ермолович1 И.Б., Комиренко C.M. и ДР-Влияние сверхвысокочастотной обработки на электрофизические характеристики технически важных полупроводников и поверхностно-барьерных структур // ЖТФ, 1998, т.68, №12, с.49-53.

122. Винник E.B. и др. Использование мощного СВЧ излучения для быстрого отжига GaAs // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника. 1989, №15, с.48-50.

123. Конева H.A. Козлов Э.В. Природа субструктурного упрочнения // Изв.вузов. Физика, 1982. №8, с.3-14.

124. Ржанов A.B. и др. СВЧ нагрев как метод термообработки полупроводников.// Письма в ЖТФ, 1981, т.7, вып.20, с. 1221-1223.

125. Диденко А.Н. Козлов Э.В. Шаркеев Ю.П. и др. Дефектная структура меди после воздействия мощного импульсного электромагнитного излучения СВЧ-диапазона.//Докл. РАН, 1994, т.346, №5, с.918-926.

126. Абрамов B.C. и др. "Залечивание" неоднородностей р-n переходов в светодиодах при пропускании обратного тока. // Электронная техника. Сер.2, Полупроводниковые приборы, 1987, вып.4, с. 16-19.

127. Исмайлов К.И., Конакова Р.В., Тхорик Ю.А. и др. Удаление микроплазм в лавинно-пролетных диодах при электрической тренировке. // Электронная техника. Сер.2, Полупроводниковые приборы, 1989, вып.5, с.64-66.

128. Исмайлов К.И., Конакова Р.В., Тхорик Ю.А., Хазан Л.С. Эффекты релаксации внутренних напряжений в генераторах СВЧ диапазона под действие сильных электрических полей. // Электронная техника. Сер.2, Полупроводниковые приборы, 1989, вып.5, с.23-27.

129. Кузнецов Ю.П. и др. Новый метод отжига радиационных дефектов, обусловленный лавинным пробоем р-п перехода. // Письма в ЖТФ, 1989, т.15, вып.6, с.5-6.

130. Козлов С.Н., Супрунов В.В. Лавинно-инжекционный отжиг дефектов в приповерхностной области кремния. // Письма в ЖТФ, 1992, т. 18, вып.9, с.49-52.

131. Штаффт Х.А. Вторичный пробой. // ТИИЭР, 1967, т.55, №8, с.ЗЗ-80.

132. Грехов И.В., СережкинЮ.Н. Лавинный пробой р-n перехода в полупроводниках. М., Энергия, 1980. 152 с.

133. Sunshine R. A., Lampert М. A. Second-breakdown phenomena m avalanching silicon-on-sapphire diodes // IEEE Trans. Electron Dev., 1972, vol. 19, № 7, pp.873-885.

134. Haitz K.P. Mechanisms contributing to the noise pulse rate of avalanche diodes//J.Appl.Phys, 1963, vol.36, N10, pp.3132-3141.

135. Enhlish. A.C. Mesoplasmas and second breakdown in silicon junctions // Solid State Electronics, 1963, N6, pp.511-521.

136. Ford G.M. Collector to emitter breakdown related to thermal runaway in homogeneous base germanium power transistors // Solid State Design, 1963, vol.4, pp.29-36.

137. H.Melchior (Мелчиор), M.J. Strutt (Струтт). ВП в транзисторах // ТИИЭР, 1964, т.52, №4, с.472-473.

138. Балодис Я. К, Пуритис Т. Я. Механизм воздействия микрогшазм на развитие вторичного пробоя в переходах кремния // Изв. АН ЛатвССР. Сер. физ. и техн. наук, 1978, № 6, с. 29-38.

139. ПентюшЭ.В., ДекенаЭ.К., Пуритис Т.Я. Динамика распространения предмезоплазменного состояния // Изв. АН ЛатвССР. Сер. физ. и техн. наук, 1978, № 6, с. 39-44.

140. Пентюш Э.В., Эглитис В.Я., Лусис А.Р., Фонав Э.А. Основные процессы при образовании и гашении вторичного пробоя низковольтных р-п переходов кремния //Изв. АН ЛатвССР. СеР-физ. и техн. наук, 1989, № 3, с. 36-42.

141. Enhlish А.С., Power Y.V. Мезоплазменный пробой в кремневых р-п-переходах // ТИИЭР, 1963, т.51, №3, с.534-535.

142. Weitzsch F. A discussion of some known physical models for second breakdown // IEEE Trans. Electron Dev., 1966, vol. ED-13, N11, pp.731-734.

143. Fujumuka K. Transistor failure by second breakdown // IEEE Trans. Electron. Dev., 1966, v.ED-13, N8/9, pp.651-655.

144. Smith W.B., Pentins D.H. Budenstein P.P. Second breakdown and damage injunction diodes // IEEE Trans. Electron. Dev., 1973, v.ED-20, N8, pp.731-744.

145. Brown W.D. Semiconductor device degradation by high amplitude pulses // IEEE Trans., 1972, v.NS-19, N6, pp.68-75.

146. Пентюш Э.В., Фонав Э.А, Эглитис В.Я. Развитие деградации кремниевых переходов при многократном образовании вторичного пробоя // Изв. АН ЛатвССР. Сер. физ. и техн. наук, 1978, № 6, с. 4144.

147. Бараненков А.И., Осипов В.В. Шнурование тока при тепловом пробое // МЭ, 1972, т.1, вып.1, с.63-72.

148. Schaft Н.А., French J.C. Second breakdown and current distribution in transistors // Solid State electronics, 1966, vol.9, N7, pp.681-688.

149. Глазов B.M. и др. Исследование электрофизических свойств кремния в широком интервале температур // Электронная техника. Сер.6, Материалы. 1990, вып. 4(249), с.53-58.

150. Емельянов В.Ч. и др. Сдвиг температуры фазового перехода металл-полупроводник за счет примеси и дефектов // ФТТ, 1989, т.31, № 10, с.261-264.

151. Кардо-Сысоев А.Ф., Козлов В.А. Высокотемпературные токовые неустойчивости в кремнии //ФТП, 1980, т. 14, вып.6, с.1167-1172.

152. Регель А.Р. Физические свойства электронных расплавов. М.: 1980. 296с.

153. Палко Э.В., Тарасова А.В. Шулекин А. Ф., Юферев В. С. Высокотемпературная стадия теплового пробоя полупроводников //ЖТФ, 1991, т.61, вып.6, с.76-80.

154. Antinone R.J. and et al. Electrical overstress for electronic devices. 1986.

155. Messenger G.C., Ash M. S. The Effects of radiation on Electronic System's. Van Nostrad, Reinhold Co. N.-Y. 1986.

156. Ващенко В.А. Образование и эволюция сгустков электронно-дырочной плазмы и нитей лавинного тока в структурах GaAs, а-SiC, Si. / Дис. к.ф.-м.н., МФТИ, 1990, 125с.

157. Bowers R. A. Space-charge-induced negative resistance in avalanche diodes. // IEEE Trans., 1970, vol. ED-15, N 6, pp. 343-350.

158. Кюрегян А. С. Об ударной ионизации в полупроводниках в сильных электрических полях. // ФТП, 1976, т. 10, вып.4, с.690-694.

159. Muller М. W. Current filaments in avalanching p-i-n- diodes // Appl. Phys. Letters, 1968, vol. 12, N 6, pp. 218-219.

160. Гафийчук В. В., Дацко Б. И., Кернер Б. С., Осипов В. В. Микроплазмы в идеально однородных p-i-n-структурах // ФТП, 1990, т. 24, вып. 4, с. 724-730.

161. Кернер Б.С., Осипов В.В. Самоорганизация в активных распределенных средах // УФН, 1990, т. 160, в.9, с. 1-74; Автосолитоны // УФН, 1989, т. 157, в.2, с.201-266.

162. Гафийчук В. В., Дацко Б. И., Кернер Б. С., Осипов В. В. Спонтанное образование и эволюция локальных областей ударной ионизации в идеально однородных р-п-структурах //ФТП, 1990, т.24, вып. 7, с.1282-1290.

163. Кернер Б.С., Козлов Н.А., Нечаев A.M., Синкевич В.Ф. Светящиеся точки и пробой в структуре транзисторов на GaAs //ФТП, 1983, т. 17, вып. 11, с.1931-1934.

164. Кернер Б.С., Козлов Н.А., Нечаев A.M., Синкевич В.Ф. Исследование механизмов пробоя в структуре полевых транзисторов на GaAs. // Микроэлектроника, 1983, т. 12, вып.З, с.217-224.

165. Tsironis С. Microplasma effect in gallium arsenide epi layers and FEIMs // Solid-St. Electron, 1980, voi.23, N3, pp.249-254.

166. Vashenko V.A., Sinkevitch V.F. Current instability and burnout of HEMT structure //Solid-State Electronics, 1996, vol.36, N6, pp.801-806.

167. Vashenko V.A., Martynov V.B., Sinkevitch V.F., Tayer A.S. Simulation of the gate burnout of the GaAs MESFET // Microelectronic-Reliability, 1996, vol.36, № 11/12, pp.1887-1890.

168. Wemple S.H., Niehous W.C., Fukui H. et al. Long-term and instantaneous burnout in GaAs power FET's: mechanisms and solutions // IEEE Trans. Electron Devices, 1981, vol.ED-28, N 7, pp.854-840.

169. Мильвидский М.Г., Освеыский В.Б., Шершакова И.Н. Полу изолирующий арсенид галлия для СВЧ-электроники // Известия вузов СССР. Физика, 1983, № 10, с.5-17.

170. Грехов И.В., Кардо-Сысоев А.Ф. Формирование субнаносекундных перепадов тока при задержке пробоя кремниевых р-n переходов // Письма в ЖТФ, 1979, т.5, вып. 15, с. 950-953.

171. Грехов И.В., Тучкевич В.М., Новые принципы коммутации больших Мощностей полупроводниковыми приборами. Ленинград, Наука, 1988.

172. Константинов О.В., Мезрин О.А. Волна туннельной ионизации // Письма в ЖТФ, 1987, т. 13, в.8, с.476-81.

173. Deloach V.S., Scharfetter D.L. Device physics of TRAPATT oscillators // IEEE Trans. Electron Devices, 1970, vol. ED-17, N1, pp.9-21.

174. Грехов И.В., Родин П.Б. О модели мультистримерного переключения высоковольтных кремниевых р-n переходов за порогом Зинеровского пробоя // Письма в ЖТФ, 2007, т. 33 вып.4, с.87-94.

175. Rodin P., Grekhov I. Dynamic avalanche breakdown of a reversely biased p-n junction: Deterministic triggering of a planar streamer front. //Applied Physics Letters, 2005, vol.86, 243504(1-3).

176. Rodin P., Rodina A., Grekhov I. Field enhanced ionization of deep-level centers as a triggering mechanism for superfast impact ionization fronts in Si structures. // Journal of Applied Physics, 2005, vol.98, 094506 (111).

177. Хлудков С.С., Толбанов О.П. Механизм высокоскоростного переключения в GaAs структурах с глубокими уровнями //фТП, 1992, т.26, в.2, с. 386-389.

178. Грехов И.В., Ефанов В.М. О возможности генерации стимулированного излучения с помощью ударно-ионизационных волн в полупроводниках. //Письма в ЖТФ, 1990, т. 16, вып. 17, с.9-14.

179. Вайнштейн С.Н., Жиляев Ю.В., Левинштейн М.Е., Визуализация субнаносекундного процесса переключения арсенид-галлиевых диодных структур // Письма в ЖТФ, 1988, т. 14, с. 1526-1530.

180. Дьяконов М.И., Кагаровский В.Ю. К теории стримерного разряда в полупроводниках // ЖТФ, 1989, т.59, вып.8, с.7-13

181. Алферов Ж.И., Грехов И.В. Формирование высоковольтных перепадов напряжения пикосекундной длительности на GaAs диодах//Письма в ЖТФ, 1987, т. 13, вып. 18, с. 1089-1093.

182. Минарский A.M., Родин П.Б. Длинноволновая поперечная неустойчивость ударно-ионизационных волн в диодных структурах // Письма в ЖТФ, 1994, т. 20, вып. 12, с. 38-42.

183. Минарский A.M., Родин П.Б. О поперечной устойчивости фронтаударной ионизации в Si pin-структуре // ФТП, 1997, т. 31, вып.4, с.432-436.

184. Minarsky A., Rodin P. Transverse Stability and Inhomogeneous Dynamics of Superfast Impact Ionization Fronts in Diode Structures // Solid State Electronics, 1997, vol.41, N6, pp.813-824.

185. Шелль Э. Самоорганизация в полупроводниках. Москва: Мир, 1991.

186. Wang С.М., Tron J.J., Yang C.Y. Hot-induced latch up and trapping/ detrapping phenomena//27th Annual Proc. Reliab. Phys. 1989. pp. 110-113.

187. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник/ П.П. Мальцев, Н.С. Долидзе, М.И. Критенко и др. М.: Радио и связь, 1994.- 240 с.

188. Костычев Г.И. Отказ МДП-транзисторов, вызванный пробоем тонкого окисла. В кн.: Микроэлектроника. Под ред. Ф.В.Лукина. Вып.4, М., «Сов. радио».- 1971

189. Jenkibs C.R., Durgin D.I. EMP susceptibility of integrated circuits // IEEE Trans., 1975, v.NS-22, N6, p.2494-2499.

190. Sowa A. The susceptibility of semiconductors to the voltage surges which simulated the danger caused by lighting over voltages //7th Symp. Reliability Electron., Rudapest. Aug.29 Sept.2, 1988, p.594-597.

191. Antinone R.J. How to prevent circuit zapping // IEEE spectrum, 1987, N4, pp.34-38.

192. Anand Y., Moroney W.J. Microwave mixer and detector diodes. //Proc. IEEE, 1971, vol.59, N8, pp.1182-1190.

193. Anand Y. X-band high burnout silicon Shottky barrier diodes // Microwave Journal, March, 1979.

194. Christon A. GaAs mixer burnout mechanisms at 36-94 GHz //Annual Proc .Rliab. Physics, 1980, pp. 140-144.

195. Dale В., Neylon S., Condie A., Kearacy M.J. Planar doped barrier diodes offering improved microwave burnout performance over Si and GaAs Shottky diodes. //19 Europe Microwave Cnf. Proc., 1989, pp.237-243.

196. Garver R.V., Fazi C., Druns H. Dynamic diode mixer damage measurements // 1985 IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Digest., pp.535-536.

197. Glan Chance V. Transit mixer damage // IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Digest., 1989, pp. 475-477.

198. Whalen J.J The RF pulse susceptibilities of UHF transistors // IEEE Trans. 1975, v.EMC-17, N1, pp.220-225.

199. Whalen J.J A comparison of DC and RF pulse susceptibilities of UHF transistors // IEEE Trans., 1977, v.EMC-19, N2, pp.49-56.

200. Wemple S.H., Niehous W.C., Fukui H. et al. Long-term and instantaneous burnout in GaAs power FET's: mechanisms and solutions // IEEE Trans. Electron Devices, 1981, v.ED-28, N 7, pp.854-840.

201. Tiwari S., Eastman L.F., Rathbun L. Physical and material limitations on burnout voltage of GaAs power MESFETs //IEEE Trans. Electron Devices, 1980, v.ED-27, №6, pp. 1045-1054.

202. Whalen J., Calcatera M., Thorn M. Microwave nanosecond pulse bumout properties of GaAs MESFET's //IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 1979, v.MTT-27, N 12, pp. 1026-1031.

203. Whalen J., Kemerley R.T., Rastefano E. X-band burnout characteristics of GaAs MESFET's //IEEE Trans. Micro wave Theory Tech., 1982, v.MTT-30, N 12, pp.2206-2211.

204. Anderson W.T., Cristou J.A., Wikins B.R. GaAs FET high power pulse reliability // 21 st Annual Proc. reliability Physics,! 983, p.218-225.

205. Anderson W.T., Bout F.A., Cristou J.A. High power pulse reliability of GaAs power FET's // 22 th Annual Proc. reliability Physics, 1986, pp. 144-149.

206. Garver R.V. Single-pulse RF damage of GaAs FET amplifiers //1988 MTT Symp. Digest, pp.289-294.

207. Titinet G.C., Polino E., Riva D.E. Reliability pf compound semiconductor microwave field-effect devices: failure mechanisms and test methods //CSELT Technical reports, v. 17, N6, December, 1989, pp.427-431.

208. Антипин B.B., Годовицын В.А., Громов Д.В., Раваев А.А. Деградация малошумящих СВЧ полевых транзисторов с затвором Шотки на арсениде галлия при воздействии мощных импульсных микроволновых помех // Радиотехника, 1994, №8, с.34-38.

209. Finlay H.J., Roberts B.D. Improvements in receiver RF bumout characteristics and reduction of post overload degradation in low noise

210. GaAs FETs //Conf. Proc.,12 th European Microwave Conf., Helsnki, Finland, 13-17Sept., 1982, pp.121-126.

211. Мещеряков А. В., Якимов А. В. Изменение характеристик малошумящего GaAs полевого транзистора после интенсивного СВЧ-воздействия//РиЭ, 1994, т.39, №12, с.2078-2083.

212. Емельянова И. В., Усыченко В. Г., Якимов А. В. Стойкость к СВЧ выгоранию приборов с барьером Шоттки // Петербургский >курнал электроники, 1985, №2, с.40-45.

213. Антипин В. В., Годовицын В. А., Громов Д. В., Кожевников А- О., Раваев А. А. Изменение параметров малошумящего усилителя при воздействии мощных импульсных помех //Радиотехника, 1991? №8, с. 18-20.

214. Chen D, Xu L.M., Zhang B.S., Ma H.G. Research on the Effect of High Power Microwave on Low Noise Amplifier and Limiter Based on the Injection Method // J. Electromagnetic Analysis & Applications, 2010, №2, pp.111-115.

215. Nilsson Т., Jonsson R. Investigation of HPM front-door protection devices and component susceptibility // simbilder.com/./Bilaga13 IEMIESW2006BackstromFinalreprinttext.pdf

216. Antinone R. and Ng W.G. HPM testing of electronic components //Technical report UCID-21687, Lawrence Livermore national Laboratory, Livermore, CA

217. TaylorC.D., Younan .H. Effects from High Power Microwave Illumination // Microwave journal, 1992, vol.35, N6, pp.80, 82, 86, 88, 93-96.

218. Магда И.И., Блудов С.Б., Гадецкий Н.П., Кравцов 1С-А., Пушкарев С.С., Ткач Ю.В., Чумаков В.И., Лобков М.М. Механизмы деградации ИЭТ в полях мощного СВЧ излучения // Петер(5уРг-жур. Электроники, 1995, №3, с. 56-59.

219. Старостенко В.В., Таран Е.П., Григорьев E.B., Борисов A.A. Воздействие электромагнитных поле на интегральные микросхемы // Измерительная техника, 1998, №4, с. 65-67.

220. Арманд H.A. Перетрухин В.Д., Рогашков С.А., Яременко Ю.Г. Исследование времени формирования и характеристик безэлектродного разряда. //Радиофизика, сб. МРТИ, М.-1991.- С. 122-134.

221. Бацких Г.И., Хворостяной Ю.И. Экспериментальная установка для формирования мощного сфокусированного потока СВЧ-излучения в свободном пространстве.// Радиотехника и Электроника, 1995, Т. 37, №2, с. 311-315.

222. Карслоу Г., Еггер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: «Наука». 1964.-487 с.

223. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: "Наука", 1989.420 с.

224. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984.

225. Сыноров В.Ф., Пивоваров Р.П., Петров, Т.В. Долматов Б.К. Физические основы надежности интегральных схем. М.: Сов. Радио.- 1976.- 230 с.

226. Строганов А. В. Оценка долговечности БИС по результатам ускоренных испытаний. //Технологии в электронной промышленности, 2007, №3, с.90-96.5.

227. Залешин A.B., Ключник A.B., Солодов A.B., Тюльпаков В.Н.

228. Динамика изменения параметров детекторных диодов под

229. Действием коротких СВЧ импульсов.// 18-я Междунар. Крымскаяконф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии».

230. КрыМиКо'2008): материалы конф, Севастополь: Вебер, 2008, с. 670-671.8. "Залешин A.B., Ключник A.B., Пирогов Ю.А., Солодов A.B. Работа Детекторных диодов под действием коротких радиоимпульсов. // РиЭ, 2011, т. 56, № 6, с. 760-764.

231. Zaleshin A.V., Klyuchnik A.V., Pirogov Yn.A., and Solodov A.V.

232. Operation of Detector Diodes under the Action of Short RF Pulses. //

233. Journal of Communications Technology and Electronics, 2011, Vol. 56, No. 6, pp.708-711.

234. Klyuchnik А.V., Pirogov Yu.A., Solodov A.V., and TyuPpakov V.N. Effect of High Power RF Impulses on the Mixer Operation. // Journal of

235. Communications Technology and Electronics, 2011, Vol. 56, No. 3, pp. 347-350.14. *Ключник A.B., МасловД.Е., Солодов A.B. Тепловое повреждение интегральных микросхем. // Электр. Техника. Сер. СВЧ техника, 1994, Вып. 1 (461), с. 46-48.

236. Ключник А.В., Солодов А.В. Тепловой пробой />я-переходов и выгорание токоведущих линий //Тезисы доклада на Всесоюзн. симп. по проблемам электромагнитной совместимости технических средств.- Суздаль, 1991, с. 43.

237. Ключник А.В., Пирогов Ю.А., Солодов А.В. Моделирование вероятности повреждения СВЧ диодов импульсным радиоизлучением // IV Всероссийская научно-техническая конф.

238. Радиолокация и радиосвязь», 29 ноября 3 декабря 2010 г.- М.: ИРЭ РАН, с. 565-569.

239. Ключник A.B., Пирогов Ю.А., Солодов A.B. Статистика повреждения СВЧ диодов импульсным радиоизлучением // Журнал радиоэлектроники, 2010, №12, с. 1-13.