Conditions of application of the method of own radiation in solving tasks of technical diagnosis of semiconductor structures

Authors

  • Vasyl Kuzavkov Military Institute of Telecommunications and Information Technologies named after Heroes of Kruty, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-0655-9759
  • Mariia Romanenko Military Institute of Telecommunications and Information Technologies named after Heroes of Kruty, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-0646-2797
  • Julia Bolotyuk Military Institute of Telecommunications and Information Technologies named after Heroes of Kruty, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-3805-6419

DOI:

https://doi.org/10.33099/2311-7249/2021-42-3-55-62

Keywords:

method of own radiation, time of registration of diagnostic parameter, electronic equipment, large integrated circuit

Abstract

The article considers the peculiarities of the application of the method of own radiation for complex semiconductor structures (microprocessors, microcontrollers, programmable-logic integrated circuits, etc.).

The method of own radiation is associated with the registration of the parameters of the electromagnetic field in the infrared wavelength range. The parameters of this radiation directly depend on the temperature of the object of control - the temperature of the semiconductor structure. The use of temperature as a diagnostic parameter requires an analytical description of the processes in semiconductor structures, namely the physical and chemical processes associated with the thermodynamic properties of the crystal structure and the surface that insulates the crystal from the environment.

In order to activate functional units that are part of large integrated circuits, the proposed method uses a specially prepared test sequence. The length of the specified sequence must ensure that the temperature process reaches a steady state. However, in this case, distortion of diagnostic information is possible as a result of the mutual influence of temperature from adjacent functional units. In this work, the registration time (length of the activating influence) of the diagnostic parameter of individual functional units is determined. The conditions of heat propagation in the insulating layer of a semiconductor structure, which includes several separate functional units with a known geometric location on the substrate, are analyzed.

Research is aimed at solving problems of technical diagnostics, namely: determining the actual technical condition of digital electronic equipment and forecasting the technical condition.

References

Кузавков В.В., Гайдур Г.І., Сєрих С.О. Аналіз структури напівпровідникових радіоелектронних компонентів для розв’язування задачі нестаціонарної теплопровідності в багатошаровому об’єкті. Журнал ДУТ: Зв’язок. Київ, 2014. №3. С. 44-47.

Кузавков В.В., Романенко М.М. Аналіз фізичних можливостей теплового моніторингу як методу оцінки фактичного стану цифрових радіоелектронних об’єктів. Науково-практичний журнал ДНДІ МВС України: Сучасна спеціальна техніка. Київ, 2020. № 2 (61). С. 34-46.

Романенко М.М. Спосіб реєстрації діагностичної інформації для контролю технічного стану радіоелектронного обладнання. Пріоритетні напрямки розвитку телекомунікаційних систем та мереж спеціального призначення: збірник наукових праць ХІІІ науково-практичної конференції 03.12.2020. Київ: ВІТІ, 2020. С. 236-237.

Кузавков В.В., Романенко М.М. Методика вимірювання діагностичного параметру визначення технічного стану складних напівпровідникових структур. Науково-практичний журнал ДНДІ МВС України: Сучасна спеціальна техніка. Київ, 2021. № 1 (64). С. 54-70.

Романенко М.М. Застосування тепловізійних систем для реєстрації діагностичного параметра в методі власного випромінювання. Проблеми інформатизації: збірник тез доповідей VIII Міжнародної науково-технічної конференції 26-27.11.2020. Черкаси – Харків – Баку – Бельсько-Бяла. Том 3. Секція 5-7. 2020. С. 107. URL: http://kist.ntu.edu.ua/konferencii/ 26_konf_2020.pdf.

Кузавков В.В., Романенко М.М. Аналіз теплових моделей дослідження деградації напівпровідникових структур. Збірник наукових праць ВІТІ. №2. Київ, 2020. С. 35-42.

Кузавков В.В., Гайдур Г.І., Сєрих С.О. Діагностична модель р-n (n-р) переходу для методу власного випромінювання. Телекомунікаційні та інформаційні технології: науковий журнал. Київ: ДУТ, 2015, №1 С.39-43.

Кузавков В.В. Забезпечення робочого режиму радіоелектронних компонентів у методі власного випромінювання. Правове, нормативне та метрологічне забезпечення системи захисту інформації в Україні: науково-технічний збірник. Київ: НТУУ “КПІ”, 2015. №1 (29). С. 97-101.

Кузавков В.В., Гайдур Г.І. Час локалізації несправного радіоелектронного компоненту методом власного випромінювання. Актуальні проблеми розвитку науки і техніки: збірник тез доповідей І міжнародної науково-технічна конференції. Київ: ДУТ, 2015. С. 101-104.

Кузавков В.В., Романенко М.М. Тепловий неруйнівний контроль складних напівпровідникових структур радіоелектронного обладнання. Збірник наукових праць ВІТІ. Київ, 2019. №2. С. 38-44.

Кузавков В.В., Янковський О.Г. Застосування методу власного випромінювання для технічної діагностики радіоелектронних блоків. Збірник наукових праць ОДАТРЯ. Одеса, 2014. №2 (5). С. 58-62.

R. Cochran, A. N. Nowroz and S. Reda. Post-silicon power characterization using thermal infrared emissions. ACM:IEEE International Symposium on Low-Power Electronics and Design (ISLPED). 2010, pp. 331-336. doi: URL: https://scale.engin.brown.edu/pdfs/islped10.pdf.

Reda K., Dev and A. Belouchrani. Blind Identification of Thermal Models and Power Sources From Thermal Measurements: IEEE Sensors Journal. vol. 18, no. 2, pp. 680-691. 2018. doi: 10.1109/ JSEN. 2017.2774704. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8113493/figures#figures.

Клюев В.В., Вавилов В.П. Неразрушающий контроль. Тепловой контроль: книга 1. М.: Машиностроение, 2006. Том 5. 688 с. ISBN 5-217-03364-9.

Чернозубов Ю. С. Как рождаются микросхемы: книга. М.: Просвещение, 1989. 128 с. ISBN 5-09-001314-1.

Лебецкий Д. И. Технология производства процессоров. URL: https://rep.bntu.by/bitstream/ handle/data/26857/%D0%A1.%20363-367.pdf? seque nce=1.

Энциклопедия по машиностроению XXL: фрагменты и выдержки с книги. С. 189-193: URL https://mash-xxl.info/page/ 14709016518720218 105208145222011220142228148241/.

Технологія виробництва епоксидних смол. Хімія: курсова робота. URL: http://4ua.co.ua/chemistry/xa3ad78a5d 43b89421206d37_0.html.

ГОСТ Р 54844-2011 Микросхемы интегральные. Основные размеры URL: https://www.rts-tender.ru/poisk/gost/r-54844-2011.

Published

2021-12-17

Issue

Section

Intelligent IT and robotics in the field of security and defense