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Erschienen in: e & i Elektrotechnik und Informationstechnik 1/2016

13.01.2016 | Originalarbeiten

Effects of ionizing radiation on integrated circuits

verfasst von: Varvara Bezhenova, Alicja Malgorzata Michalowska-Forsyth

Erschienen in: e+i Elektrotechnik und Informationstechnik | Ausgabe 1/2016

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Abstract

The composition and intensity of ionizing radiation heavily depends on the environment. Ionizing radiation is severe in space, but also terrestrial electronics must consider potential hazards e.g. radiation caused by energetic solar particle events. High energy protons, electrons and ions can lead to malfunction or damage of integrated circuits (IC). In this paper the dominant radiation effects to ICs are presented together with an overview of hardening techniques.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Amusan, O. A., et al. (2009): Mitigation techniques for single-event-induced charge sharing in a 90-nm bulk CMOS process. IEEE Trans. Device Mater. Reliab., 9(2), 311–317. CrossRef Amusan, O. A., et al. (2009): Mitigation techniques for single-event-induced charge sharing in a 90-nm bulk CMOS process. IEEE Trans. Device Mater. Reliab., 9(2), 311–317. CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Aubuchon, K. G. (1971): Radiation hardening of P-MOS devices by optimization of the thermal SiO2 gate insulator. IEEE Trans. Nucl. Sci., NS-18, 117. CrossRef Aubuchon, K. G. (1971): Radiation hardening of P-MOS devices by optimization of the thermal SiO2 gate insulator. IEEE Trans. Nucl. Sci., NS-18, 117. CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Autran, J. L., Balland, B., Barbottin, G. (1999): Charge pumping techniques—their use for diagnosis and interface state studies in MOS transistors. In G. Barbottin, A. Vapaille (Eds.), Instabilities in silicon devices, new insulators, devices and radiation effects (pp. 405–494). Amsterdam: Elsevier. CrossRef Autran, J. L., Balland, B., Barbottin, G. (1999): Charge pumping techniques—their use for diagnosis and interface state studies in MOS transistors. In G. Barbottin, A. Vapaille (Eds.), Instabilities in silicon devices, new insulators, devices and radiation effects (pp. 405–494). Amsterdam: Elsevier. CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Barnaby, H. (2006): Total-ionizing-dose effects in modern CMOS technologies. IEEE Trans. Nucl. Sci., 53(6), 3103–3121. CrossRef Barnaby, H. (2006): Total-ionizing-dose effects in modern CMOS technologies. IEEE Trans. Nucl. Sci., 53(6), 3103–3121. CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Calin, T., Nicolaidis, M., Velazco, R. (1996): Upset hardened memory design for submicron CMOS technology. IEEE Trans. Nucl. Sci., 43(6), 2874–2878. CrossRef Calin, T., Nicolaidis, M., Velazco, R. (1996): Upset hardened memory design for submicron CMOS technology. IEEE Trans. Nucl. Sci., 43(6), 2874–2878. CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Fahrner, W. R. (1999): An overview of radiation-matter interactions. In G. Barbottin, A. Vapaille (Eds.), Instabilities in silicon devices, new insulators, devices and radiation effects (pp. 577–579). Amsterdam: Elsevier. Fahrner, W. R. (1999): An overview of radiation-matter interactions. In G. Barbottin, A. Vapaille (Eds.), Instabilities in silicon devices, new insulators, devices and radiation effects (pp. 577–579). Amsterdam: Elsevier.
7.
Zurück zum Zitat Fleetwood, D. (1996): Fast and slow border traps in MOS devices. IEEE Trans. Nucl. Sci., 43(3), 779–786. CrossRef Fleetwood, D. (1996): Fast and slow border traps in MOS devices. IEEE Trans. Nucl. Sci., 43(3), 779–786. CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Fleetwood, D., et al. (1995a): Border traps: issues for MOS radiation response and long-term reliability. Microelectron. Reliab., 35(3), 403–428. CrossRef Fleetwood, D., et al. (1995a): Border traps: issues for MOS radiation response and long-term reliability. Microelectron. Reliab., 35(3), 403–428. CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Fleetwood, D., et al. (1995b): Effects of interface traps and border traps on MOS postirradiation annealing response. IEEE Trans. Nucl. Sci., 42(6), 1698–1707. CrossRef Fleetwood, D., et al. (1995b): Effects of interface traps and border traps on MOS postirradiation annealing response. IEEE Trans. Nucl. Sci., 42(6), 1698–1707. CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Gaillard, R. (2011): Soft errors in modern electronic systems. Frontiers in electronic testing. Gaillard, R. (2011): Soft errors in modern electronic systems. Frontiers in electronic testing.
11.
Zurück zum Zitat Gregory, B. L. (1975): Process controls for radiation-hardened aluminum gate bulk silicon CMOS. IEEE Trans. Nucl. Sci., NS-22, 2295. CrossRef Gregory, B. L. (1975): Process controls for radiation-hardened aluminum gate bulk silicon CMOS. IEEE Trans. Nucl. Sci., NS-22, 2295. CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Holmes-Siedle, A., Adams, L. (2007): Handbook of radiation effects. London: Oxford University Press. Holmes-Siedle, A., Adams, L. (2007): Handbook of radiation effects. London: Oxford University Press.
13.
Zurück zum Zitat Hughes, H. L., Benedetto, J. M. (2003): Radiation effects and hardening of MOS technology: devices and circuits. IEEE Trans. Nucl. Sci., 50(3), 500–521. CrossRef Hughes, H. L., Benedetto, J. M. (2003): Radiation effects and hardening of MOS technology: devices and circuits. IEEE Trans. Nucl. Sci., 50(3), 500–521. CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Knoll, G. F. (2010): Radiation detection and measurement. 4th ed. New York: Wiley. Knoll, G. F. (2010): Radiation detection and measurement. 4th ed. New York: Wiley.
15.
Zurück zum Zitat Kwon, J., Motta, A. T. (2000): Gamma displacement cross-sections in various materials. Ann. Nucl. Energy, 27, 1627–1642. CrossRef Kwon, J., Motta, A. T. (2000): Gamma displacement cross-sections in various materials. Ann. Nucl. Energy, 27, 1627–1642. CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Nowlin, N., Bailey, J., Turfler, B., Alexander, D. (2004): A total-dose hardening-by-design approach for high speed mixed-signal CMOS integrated circuits. Int. J. High Speed Electron. Syst., 14, 367–378. CrossRef Nowlin, N., Bailey, J., Turfler, B., Alexander, D. (2004): A total-dose hardening-by-design approach for high speed mixed-signal CMOS integrated circuits. Int. J. High Speed Electron. Syst., 14, 367–378. CrossRef
17.
Zurück zum Zitat Oldham, T. R., McLean, F. B. (2003): Total ionizing dose effects in MOS oxides and devices. IEEE Trans. Nucl. Sci., 50(3), 483–498. CrossRef Oldham, T. R., McLean, F. B. (2003): Total ionizing dose effects in MOS oxides and devices. IEEE Trans. Nucl. Sci., 50(3), 483–498. CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Pan, D., Li, H., Wilamowski, B. (2003): A radiation-hard phase-locked loop. In ISIE’03, pp. 901–906. Pan, D., Li, H., Wilamowski, B. (2003): A radiation-hard phase-locked loop. In ISIE’03, pp. 901–906.
19.
Zurück zum Zitat Peel, J. L., Kinoshita, G. (1972): Radiation-hardened complementary MOS using SiO2 gate insulators. IEEE Trans. Nucl. Sci., NS-19, 271. CrossRef Peel, J. L., Kinoshita, G. (1972): Radiation-hardened complementary MOS using SiO2 gate insulators. IEEE Trans. Nucl. Sci., NS-19, 271. CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Schroder, D. (2006): Semiconductor material and device characterization. New York: Wiley. Schroder, D. (2006): Semiconductor material and device characterization. New York: Wiley.
21.
Zurück zum Zitat Shaneyfelt, M. R., Dodd, P. E., Draper, B. L., Flores, R. S. (1998): Challenges in hardening technologies using shallow-trench isolation. IEEE Trans. Nucl. Sci., 45, 2584. CrossRef Shaneyfelt, M. R., Dodd, P. E., Draper, B. L., Flores, R. S. (1998): Challenges in hardening technologies using shallow-trench isolation. IEEE Trans. Nucl. Sci., 45, 2584. CrossRef
Metadaten
Titel
Effects of ionizing radiation on integrated circuits
verfasst von
Varvara Bezhenova
Alicja Malgorzata Michalowska-Forsyth
Publikationsdatum
13.01.2016
Verlag
Springer Vienna
Erschienen in
e+i Elektrotechnik und Informationstechnik / Ausgabe 1/2016
Print ISSN: 0932-383X
Elektronische ISSN: 1613-7620
DOI
https://doi.org/10.1007/s00502-015-0380-8

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