Modeling of systems and processes Modeling of systems and processes Моделирование систем и процессов 2219-0767 45931 10.12737/2219-0767-2021-14-3-16-22 Технические науки Технические науки Technologies for creating radiation-resistant VLSI Технологии создания радиационно-стойких СБИС Журавлева Ирина Витальевна Zhuravleva I. V. Попова Елена Александровна Popova Elena Aleksandrovna Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова Россия Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov Russian Federation Филиал Ростовского государственного университета путей сообщения в г. Воронеже Россия Филиал Ростовского государственного университета путей сообщения в г. Воронеже Russian Federation Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov 14 3 16 22 20 05 2021 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/45931/view

Технология радиационно-стойких КМОП СБИС создана на базе промышленной технологии ИС. В конструкции используются схемы обратной связи и защитные кольца для компенсации одиночных воздействий космических частиц (SEE). В большинстве критических случаев эти воздействия приводят в цифровых схемах к одиночным сбоям (SEU), которые временно нарушают состояние ячеек памяти, к защелкиванию (SEL), а в перспективе к катастрофическому изменению состояния. Различные космические программы, подтверждают большие перспективы их использования в будущих космических конструкциях. В статье рассмотрены эффекты использования радиационно-стойкой КМОП технологии, технология на базе структуры кремний на сапфире, КМОП технология на изолирующей подложке с учетом типовых характеристик, технология SIMOX-SOI, заключающаяся в разделении с помощью имплантации ионов кислорода. В новых конструкциях схем должны быть реализованы более совершенные алгоритмы, на перспективу.

The technology of radiation-resistant CMOS VLSI is based on industrial IC technology. The design uses feedback circuits and guard rings to compensate for single effects of cosmic particles (SEE). In most critical cases, these influences in digital circuits lead to single faults (SEU), which temporarily disrupt the state of memory cells, to latching (SEL), and in the long term to a catastrophic change of state. Various space programs confirm great prospects for their use in future space structures. The article discusses the effects of using radiation-resistant CMOS technology, technology based on a silicon-on-sapphire structure, CMOS technology on an insulating substrate taking into account typical characteristics, SIMOX-SOI technology, which consists in separation by implantation of oxygen ions. In new designs of circuits, more advanced algorithms should be implemented for the future.

 Функционирование технологический процесс радиационная стойкость КМОП технология методология создания схем специализированные процессоры Functioning technological process radiation resistance CMOS technology methodology for creating circuits specialized processors

Semkin, N.D. Calculating the current in the measurement circuit of a high-velocity microparticle detector / N.D. Semkin, A.M. Telegin // Measurement techniques. - 2017. - Т. 59, № 12. - С. 1304-1309. - DOI: 10.1007/s11018-017-1133-3 Semkin, N.D. Calculating the current in the measurement circuit of a high-velocity microparticle detector / N.D. Semkin, A.M. Telegin // Measurement techniques. - 2017. - T. 59, № 12. - S. 1304-1309. - DOI: 10.1007/s11018-017-1133-3 Радиационные условия на орбите и поверхности Марса / И.П. Безродных, Е.И. Морозова, А.А. Петрукович, В.Т. Семёнов // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. - 2014. - Т. 138, № 1. - С. 53-57. Radiacionnye usloviya na orbite i poverhnosti Marsa / I.P. Bezrodnyh, E.I. Morozova, A.A. Petrukovich, V.T. Semenov // Voprosy elektromehaniki. Trudy VNIIEM. - 2014. - T. 138, № 1. - S. 53-57. Современные условия эксплуатации микросхем космического назначения / В.К. Зольников, В.П. Крюков, А.Ю. Кулай [и др.] // Информационные технологии в управлении и моделировании мехатронных систем. материалы 1-й научно-практической международной конференции. - Тамбов, 2017. - С. 119-126. Sovremennye usloviya ekspluatacii mikroshem kosmicheskogo naznacheniya / V.K. Zol'nikov, V.P. Kryukov, A.Yu. Kulay [i dr.] // Informacionnye tehnologii v upravlenii i modelirovanii mehatronnyh sistem. materialy 1-y nauchno-prakticheskoy mezhdunarodnoy konferencii. - Tambov, 2017. - S. 119-126. Алгоритмическая основа моделирования и обеспечения защиты типовых КМОП элементов в процессе проектирования / В.К Зольников, В.А. Смерек, В.И. Анциферова, С.А. Евдокимова // Моделирование систем и процессов. - 2013. - № 3. - С. 14-16. - DOI: 10.12737/2382 Algoritmicheskaya osnova modelirovaniya i obespecheniya zaschity tipovyh KMOP elementov v processe proektirovaniya / V.K Zol'nikov, V.A. Smerek, V.I. Anciferova, S.A. Evdokimova // Modelirovanie sistem i processov. - 2013. - № 3. - S. 14-16. - DOI: 10.12737/2382 Разработка проектной среды и оценка технологичности производства микросхемы с учетом стойкости к специальным факторам на примере СБИС 1867ВЦ6Ф / В.А. Скляр, В.А. Смерек, К.В. Зольников [и др.] // Моделирование систем и процессов. - 2020. - Т. 13, № 1. - С. 77-82. - DOI: 10.12737/2219-0767-2020-13-1-77-82. Razrabotka proektnoy sredy i ocenka tehnologichnosti proizvodstva mikroshemy s uchetom stoykosti k special'nym faktoram na primere SBIS 1867VC6F / V.A. Sklyar, V.A. Smerek, K.V. Zol'nikov [i dr.] // Modelirovanie sistem i processov. - 2020. - T. 13, № 1. - S. 77-82. - DOI: 10.12737/2219-0767-2020-13-1-77-82. Коновалов, В. Современные микросхемы малой степени интеграции для аппаратуры космического назначения / В. Коновалов, В. Коняхин, С. Бражников // Наноиндустрия. - 2016. - № 8 (70). -С. 32-39. - DOI: 10.22184/1993-8578.2016.70.8.32.38. Konovalov, V. Sovremennye mikroshemy maloy stepeni integracii dlya apparatury kosmicheskogo naznacheniya / V. Konovalov, V. Konyahin, S. Brazhnikov // Nanoindustriya. - 2016. - № 8 (70). -S. 32-39. - DOI: 10.22184/1993-8578.2016.70.8.32.38. Комаров, А.С. Управление техническим уровнем высокоинтегрированных электронных систем (научно-технологические проблемы и аспекты развития) : монография / А.С. Комаров, Д.В. Крапухин, Е.И. Шульгин. - М. : Техносфера, 2014. - 240 с. Komarov, A.S. Upravlenie tehnicheskim urovnem vysokointegrirovannyh elektronnyh sistem (nauchno-tehnologicheskie problemy i aspekty razvitiya) : monografiya / A.S. Komarov, D.V. Krapuhin, E.I. Shul'gin. - M. : Tehnosfera, 2014. - 240 s. Анашин, В.С. Особенности процесса контроля стойкости ЭКБ космических применений к воздействию ионизирующих излучений космического пространства / В.С. Анашин, П.А. Чубунов, А.Е. Козюков // Микроэлектроника-2015. Интегральные схемы и микроэлектронные модули: проектирование, производство и применение: сборник докладов Международной конференции. - 2016. - С. 117-119. Anashin, V.S. Osobennosti processa kontrolya stoykosti EKB kosmicheskih primeneniy k vozdeystviyu ioniziruyuschih izlucheniy kosmicheskogo prostranstva / V.S. Anashin, P.A. Chubunov, A.E. Kozyukov // Mikroelektronika-2015. Integral'nye shemy i mikroelektronnye moduli: proektirovanie, proizvodstvo i primenenie: sbornik dokladov Mezhdunarodnoy konferencii. - 2016. - S. 117-119. Состояние разработок элементной базы для систем связи и управления / В.К. Зольников, А.Ю. Кулай, В.П. Крюков, С.А. Евдокимова // Моделирование систем и процессов. - 2016. - Т. 9, № 4. - С. 11-13. - DOI: 10.12737/24575. Sostoyanie razrabotok elementnoy bazy dlya sistem svyazi i upravleniya / V.K. Zol'nikov, A.Yu. Kulay, V.P. Kryukov, S.A. Evdokimova // Modelirovanie sistem i processov. - 2016. - T. 9, № 4. - S. 11-13. - DOI: 10.12737/24575. Зольников, К. В. Современное проектирование электронной компонентной базы / К. В. Зольников, В.В. Лавлинский // Экономика. Инновации. Управление качеством. - 2015. - № 1 (10). - С. 40-41. Zol'nikov, K. V. Sovremennoe proektirovanie elektronnoy komponentnoy bazy / K. V. Zol'nikov, V.V. Lavlinskiy // Ekonomika. Innovacii. Upravlenie kachestvom. - 2015. - № 1 (10). - S. 40-41. Зольников, К.В. Проектирование специальных СБИС и управление проектами их создания / К.В. Зольников, В.А. Смерек, Т.П. Беляева // Интеллектуальные технологии будущего. Естественный и искусственный интеллект: сборник материалов Всероссийской молодежной конференции. - Воронеж: Научная книга, 2011. - С. 218-220. Zol'nikov, K.V. Proektirovanie special'nyh SBIS i upravlenie proektami ih sozdaniya / K.V. Zol'nikov, V.A. Smerek, T.P. Belyaeva // Intellektual'nye tehnologii buduschego. Estestvennyy i iskusstvennyy intellekt: sbornik materialov Vserossiyskoy molodezhnoy konferencii. - Voronezh: Nauchnaya kniga, 2011. - S. 218-220. Определение мероприятий по программе обеспечения качества работ проектирования и серийного производства микросхем и оценки их эффективности на примере СБИС 1867ВН016 / К.В. Зольников, А.С. Ягодкин, С.А. Евдокимова, Т.В. Скворцова // Моделирование систем и процессов. - 2020. - Т. 13, № 1. - С. 46-53. - DOI: 10.12737/2219-0767-2020-13-1-46-53. Opredelenie meropriyatiy po programme obespecheniya kachestva rabot proektirovaniya i seriynogo proizvodstva mikroshem i ocenki ih effektivnosti na primere SBIS 1867VN016 / K.V. Zol'nikov, A.S. Yagodkin, S.A. Evdokimova, T.V. Skvorcova // Modelirovanie sistem i processov. - 2020. - T. 13, № 1. - S. 46-53. - DOI: 10.12737/2219-0767-2020-13-1-46-53. Optimization of the cell structure for radiation-hardened power mosfets / T. Wang, L. Zheng, X. Wan [et al.] // Electronics (Switzerland). - 2019. - Т. 8, № 6. - С. 598. - DOI: 10.3390/electronics8060598. Optimization of the cell structure for radiation-hardened power mosfets / T. Wang, L. Zheng, X. Wan [et al.] // Electronics (Switzerland). - 2019. - T. 8, № 6. - S. 598. - DOI: 10.3390/electronics8060598. Особенности проектирования базовых элементов микросхем космического назначения / В.К. Зольников, Т.В. Скворцова, И.И. Струков [и др.] // Моделирование систем и процессов. - 2020. - Т. 13, № 3. - С. 66-70. - DOI: 10.12737/2219-0767-2020-13-3-66-70. Osobennosti proektirovaniya bazovyh elementov mikroshem kosmicheskogo naznacheniya / V.K. Zol'nikov, T.V. Skvorcova, I.I. Strukov [i dr.] // Modelirovanie sistem i processov. - 2020. - T. 13, № 3. - S. 66-70. - DOI: 10.12737/2219-0767-2020-13-3-66-70. Зольников, В.К. Проектирование современной микрокомпонентной базы с учетом одиночных событий радиационного воздействия / В.К. Зольников // Моделирование систем и процессов. - 2012. -№ 1. - С. 27-30. Zol'nikov, V.K. Proektirovanie sovremennoy mikrokomponentnoy bazy s uchetom odinochnyh sobytiy radiacionnogo vozdeystviya / V.K. Zol'nikov // Modelirovanie sistem i processov. - 2012. -№ 1. - S. 27-30.