НТГ "ЗУ и ОПТО"

Печать
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС №2
Группа «Запоминающие устройства и оптоэлектроника» (группа «ЗУ и ОПТО»)

Руководитель группы: Петров Андрей Григорьевич –  Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , +7-926-560-09-31

В работе группы «Запоминающие устройства и оптоэлектроника» можно выделить три направления работ:

1.    Направление работ по запоминающим устройствам заключается в подготовке и проведении испытаний микросхем памяти следующих основных типов PROM, SRAM, DRAM,FLASH, EEPROM, FRAM и др. (Петров А.Г., Боруздина А.Б.)

2.    Испытания изделий оптоэлектроники также составляют значительную долю работ, проводимых группой. При изучении характеристик испытываемого объекта проводится контроль не только электрических параметров объекта, но и оптических характеристик, что позволяет дать более полное представления об уровнях стойкости. Типовые объекты для радиационного эксперимента: оптроны, светодиоды, фотодиоды, оптоволокно, ПЗС, КМОП- и болометрические матрицы (Черняк М.Е.)

3.    Одним из направлений работ является исследование тестовых структур, включающих в себя транзисторные структуры, логические элементы и ячейки памяти. В ходе исследований проводится моделирование радиационных воздействий в приборно-технологических программных пакетах с последующей экспериментальной верификацией полученных результатов (Смолин А.А.)

Группой проводятся испытания/исследования изделий к дозовым и импульсным ионизирующим излучениям, на стойкость к структурным повреждениям, а также на стойкость к отдельным ядерным частицам.

Основные заказчики и производители объектов испытаний: ОАО «НИИМЭ и Микрон», ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е.Седакова», ОАО «Интеграл», НИИСИ РАН, «ПКК Миландр», ЗАО «НПО «ЛЕПТОН», Atmel, Cypress Semiconductor, Texas Instruments, Analog Devices, AMD, Samsung, Andanta, Kodak, Sony, CMOSIS, Micron и многие другие.

В область научных интересов сотрудников группы входит:
- Изучение и развитие методик и алгоритмов контроля радиационных эффектов в микросхемах памяти и изделиях оптоэлектроники.
- Изучение механизмов взаимодействия ионизирующего излучения с веществом.

Сотрудники группы ежегодно принимают участие в российских (не менее 5) и международных (не менее 2) конференциях и научно-практических семинарах.

Иллюстрация направлений работы группы

В ходе испытаний запоминающих устройств проводится контроль параметров-критериев годности изделий, включая контроль функционирования с помощью алгоритмических функциональных кодов.

Можно реализовать тестирование любой сложности (тесты типа N, N1,5 и N2). Ограничение: время и особенности радиационного эксперимента. К примеру, для дозового воздействия время облучения должно быть в 10 раз дольше, чем время измерения параметров, чтобы минимизировать временной отжиг.

Типовые применяемые коды: «поле 0», «поле 1», прямые и обратные коды типа  «шахматы», «диагональ», «инкрементный», а также «марш» и «псевдослучайный».

Типовые представители поступающих на испытания запоминающих устройств
Иллюстрация контроля функционирования с помощью применения алгоритмических  функциональных кодов
Типовые представители поступающих на испытания запоминающих устройств
Иллюстрация контроля функционирования
с помощью применения алгоритмических 
функциональных кодов

Типовое программное обеспечение для тестирования накопителя запоминающего устройства реализуется в среде LabView и позволяет регистрировать распределение ошибок как в пределах разрядов, так и по адресам.

Типовой состав стенда для контроля запоминающих устройств:

Типовой состав стенда для  контроля запоминающих устройств
                           
Иллюстрация типового окна программы функционального контроля СОЗУ
Иллюстрация внешнего вида приборной панели программы построения карты памяти в LabView
Иллюстрация типового окна программы функционального контроля СОЗУ
Иллюстрация внешнего вида приборной панели программы построения карты памяти в программной среде LabView (выделенные области: 1 - число ОС, 2 – число 2-кратных сбоев,3 – число 3-кратных сбоев, 4 – карта памяти.)
Иллюстрация внешнего вида приборной панели программы тестирования микросхем ОЗУ в LabView Иллюстрация внешнего вида приборной панели программы тестирования флэш-памяти в LabView
Иллюстрация внешнего вида приборной панели программы тестирования микросхем ОЗУ в программной среде LabView (область 1 – управление режимом тестирования микросхемы; область 2 – отображение числа сбоев, 3- задание пути хранения log-файлов, 4 – управление питанием микросхемы)
Иллюстрация внешнего вида приборной панели программы тестирования флэш-памяти в программной среде LabView (область 1 – управление питанием микросхемы; область 2 – отображение числа сбоев, 3- управление режимами работы микросхемы)

 

Кроме функционального контроля проводится регистрация критериальных параметров.
К примеру, таких как:
         - выходные уровни:

Иллюстрация типового отклика выходных напряжений ОЗУ на импульсное ионизирующее воздействие 1   Иллюстрация типового отклика выходных напряжений ОЗУ на импульсное ионизирующее воздействие 2  
Иллюстрация типового отклика выходных напряжений ОЗУ на импульсное ионизирующее воздействие 3   Иллюстрация типового отклика выходных напряжений ОЗУ на импульсное ионизирующее воздействие 4
                                 UOL                                 UOH
Иллюстрация типового отклика выходных напряжений ОЗУ на импульсное ионизирующее воздействие


         - токи потребления:

Типовое поведение тока потребления в режиме хранения ОЗУ при стационарном ионизирующем воздействии   
Иллюстрация типового поведения тока потребления в режиме хранения ОЗУ
при стационарном ионизирующем воздействии


         - временные параметры:

Иллюстрация деградации времени выборки СОЗУ по адресам  от стационарного ионизирующего воздействия Иллюстрация деградации времени выборки СОЗУ по разрядам от стационарного ионизирующего воздействия
Иллюстрация деградации времени выборки СОЗУ по адресам 
от стационарного ионизирующего воздействия
Иллюстрация деградации времени выборки СОЗУ по разрядам от стационарного ионизирующего воздействия


Структура типового стенда для испытаний изделий оптоэлектроники:

Структура типового стенда для испытаний изделий оптоэлектроники


Типовые параметры-критерии годности изделий оптоэлектроники при радиационных испытаниях приведены ниже:

Типовые критериальные параметры
Типовые значения
Оптроны
Коэффициент передачи постоянного тока
150%
Ток утечки выходного каскада
1 нА
Выходные логические уровни
0…5В
Светодиоды
Световой поток
200 Лм
ВАХ
-
Прямое напряжение
2 В
Фотодиоды
Фоточувствительность
20 мВ/мкВт
Темновой ток
1 нА
Спектральная характеристика
-
Фоточувствительные линейки и матрицы
Темновой сигнал
200 ед. АЦП
СКО темнового сигнала
5 ед. АЦП
Темновой шум
10 ед. АЦП
Динамический диапазон,
48 Дб
Светочувствительная характеристика
-

Пример программного окна для тестирования оптопар на дозовую стойкость приведен ниже:

Пример программного окна для тестирования оптопар на дозовую стойкость  

Пример деградации изображения с FPA-фотоматрицы при дозовом воздействии:
Изображение с FPA-фотоматрицы до дозового воздействия Деградация изображения с FPA-фотоматрицы при дозовом воздействии:10 крад
                    До воздействия                              10 крад
Деградация изображения с FPA-фотоматрицы при дозовом воздействии:14 крад Деградация изображения с FPA-фотоматрицы при дозовом воздействии:16 крад
                              14 крад                              16 крад
         
Плотность значений выходного сигнала для всех пикселей при различных временах накопления: до воздейс Плотность значений выходного сигнала для всех пикселей при различных временах накопления: после
                    До воздействия
   После двух сеансов облучения 
     протонов
с энергией 1 ГэВ
с суммарным 
флюенсом 4×109 см-2
Иллюстрация плотности значений выходного сигнала для всех пикселей при различных временах накопления
до воздействия