СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2010-5

(уменьшается концентрация носите лей заряда в токопроводящемтеле ре зистора). В радиационно стойких аналоговых микросхемах в качестве резисторов рекомендуется приме нять либо p МОП транзисторы в линейной области ВАХ, либо по лупроводниковые резисторы, вы полненные на областиp базыn–p–n транзистора. Последние сохраняют постоянное значение сопротивления вширокомдиапазонерабочихнапря жений и при радиационном воздей ствии благодаря более высокой кон центрации примеси (1 × 10 18 см –3 ), но занимают значительную площадь кристалла; ● экспериментальные исследования [20] позволили установить, что для МОП транзисторов с толщиной под затворного окисла менее 10 нм глав ной причиной радиационных отка зов является возникновение токов утечки вдоль областей p типа прово димости, находящихся под толстым локальным (разделительным) окис лом. Толщина подзатворного окис ла, равная 13 нм, объясняет незна чительное изменение при гамма об лучении порогового напряжения МОП транзисторов, сформирован ных с помощью 0,8 мкм Би КМОП техмаршрута; ● топологическая толщина базы гори зонтального p n p транзистора для рассматриваемой технологии сос тавляет 1,8 мкм, что существенно больше, чем в n–p–n БТ, поэтому, а также в связи с сильным влиянием поверхностных эффектов, радиаци онные изменения β горизонтального p–n–p транзистора под воздействи ем потока нейтронов и гамма излу чения значительны. Таким образом, при применении 0,8 мкм Би КМОП техмаршрута для изготовления радиационно стойких СБИС необходимо модернизировать конструкцию n МОП и горизонталь ного p–n–p транзисторов. Например, адаптировать к применяемому тех маршруту известные конструкции [19–22] n МОП транзисторов с p+ охранными кольцами, с замкнутым затвором, горизонтального p n p транзистора с базовой областью, по крытой затвором. Эскизы топологии и разрезы мо дернизированных транзисторов по казаны на рисунках 5 – 7 [23]. Как отмечалось выше, инверсион ный слой образуется из за аккумуля ции индуцированного радиацией по ложительного заряда в окисле крем ния и приводит к появлению токов утечки между истоком и стоком, а также между областями n+ типа бли жайших транзисторов. Утечку сток– исток можно устранить, если ток сто ка будет протекать только под затво ром, например в структуре с замкну тым затвором (см. рис. 5а). В ней центрально расположенная область стока окружена замкнутым затвором и истоком, поэтому любой ток от ис тока к стоку протекает только под затвором и нет никаких токопрово дящих каналов между истоком и сто ком вдоль толстого локального окис ла (разделения). Поскольку техноло гический маршрут не допускает формирования контакта к затвору над активной структурой, для выпол нения соединения с затвором приме нена ПКК полоска, выходящая на ло кальный окисел за активной струк турой. Для устранения утечек между n МОП транзисторами сформированы охранные кольца p+ типа проводи мости, к которым выполнено макси мальное количество контактов, по крытых токопроводящими меж соединениями, соединёнными с отрицательным напряжением пита ния (см. рис. 5а, 5б). Уменьшение со противления охранных колец позво ляет устранить эффект «защёлкива ния» p–n–p–n структур. В отличие от известной конструкции [20], цент ральная область n+ типа проводимос ти использована в качестве стока n НАДЁЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО 58 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2010 ПКК р++ р+ скрытый слой р подложка р– – р– р– р++ р+ скрытый слой р подложка р– – р++ р++ n++ n++ ПКК р– р– n– n– Рис. 6. Разрез конструкции n МОП транзистора, показанного на рис. 5б а) сечение А А, б) сечение В В а) б) 8 7 9 3 12 3 7 9 3 12 3 8 А А B B Рис. 5. Эскиз топологии n МОП транзисторов 3 – разделение (вне слоя 3 – локальный окисел), 7 – ПКК затвор, 8 – p+ исток, 9 – n+ исток, 12 – контакты: а) с замкнутым затвором, б) с охранным кольцом а) б) © СТА-ПРЕСС