Россия
Воронежская область, Россия
Воронежская область, Россия
Воронеж, Воронежская область, Россия
Воронеж, Воронежская область, Россия
Россия
УДК 621 Общее машиностроение. Ядерная техника. Электротехника. Технология машиностроения в целом
При исследовании радиационного воздействия на микросхемы возникает задача расчета поглощенной энергии. Часто она сводится к определению радиационной стойкости микросхем. Однако в некоторых случаях требуется определить распределение температур и напряжений в корпусах микросхем. Для этого необходимо получить точную картину как поглотилась энергии излучения в каждом слое в зависимости от координаты. В работе рассмотрено решение данной задачи сеточным методом, который позволяет рассчитать поглощение энергии в каждой точке многослойной структуры. Для этого рассматривается размещение микросхемы в трехмерной системе координат, ее многослойная структура разбивается на узлы, в каждом из которых рассчитывается поглощенная доза. Представленная математическая модель описывает процессы поглощения и ослабления интенсивности потока энергии -квантов. В модели учтены процессы, связанные с переносом энергии между областями для фотоэффекта и Комптон-эффекта. Предложенный метод программно реализован, и в работе приводятся результаты расчета поглощенной дозы в каждом слое некоторой многослойной структуры. Преимуществом разработанной модели и метода ее решения является получение значение дозы в каждой точке многослойной структуры в зависимости от координат.
Многослойная структура вещества, поглощение энергии, радиационное воздействие, фотоэффект, эффект Комптона, сеточный метод.
1. Модель поглощения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона биологическими тканями / И.А. Лагуцкий, М.В. Давыдов, В.В. Кизименко, В.А. Богуш // Доклады Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. - 2021. - Т. 19, № 1. - С. 52-60. - DOI:https://doi.org/10.35596/1729-7648-2021-91-1-52-60.
2. Мокрушина, С.А. Сравнение отклика МОП-транзистора на воздействие рентгеновского и гамма-облучения / С.А. Мокрушина, Н.М. Романов // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. - 2020. - Т. 23. № 1. - С. 30-40. - DOI:https://doi.org/10.32603/1993-8985-2020-23-1-30-40.
3. Лагаев, Д.А. Конструктивно-технологические особенности КМОП КНИ транзисторов с повышенной стойкостью к накопленной дозе ионизирующего излучения / Д.А. Лагаев, Н.А. Шелепин // Электронная техника. Серия 3: Микроэлектроника. - 2020. - № 1 (177). - С. 5-13. - DOI:https://doi.org/10.7868/S2410993220010017.
4. Ultra-broadband metamaterial absorber from ultraviolet to long-wave infrared based on CMOS-compatible materials / S. Yue, M. Hou, R. Wang [et al.] // Optics Express. - 2020. -Vol. 28(21). - Pp. 31844-31861. - DOI:https://doi.org/10.1364/OE.403551.
5. Калашников, Н.П. Интенсивность излучения, возникающего при взаимодействии релятивистского электрона с периодическими неоднородностями потенциала монокристалла / Н.П. Калашников, А.С. Ольчак // Вестник Национального исследовательского ядерного университета МИФИ. - 2021. - Т. 10, № 5. - С. 385-389. - DOI:https://doi.org/10.1134/S2304487X21050060.
6. Gate grounded n-MOS sensibility to ionizing dose borel / T. Michez, A. Furic, S. Danzeca [et al.] // 18th European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems, RADECS 2018. - 2018. - С. 9328673. - DOI:https://doi.org/10.1109/RADECS45761.2018.9328673.
7. Особенности технологического процесса изготовления микросхем космического назначения по технологии КМОП КНС / В.К. Зольников, С.А. Евдокимова, И.В. Журавлева [и др.] / Моделирование систем и процессов. - 2020. - Т. 13, № 3. - С. 53-58. - DOI:https://doi.org/10.12737/2219-0767-2020-13-3-53-58.
8. Performance comparison of two Monte Carlo ray-tracing methods for calculating radiative heat transfer / H. Liu, H. Zhou, D. Wang, Y. Han // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2020. - Vol. 256. -C. 107305. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2020.107305.
9. Olarinoye, I.O. EXABCal: A program for calculating photon exposure and energy absorption buildup factors / I.O. Olarinoye, R.I. Odiaga, S. Paul // Heliyon. - 2019. - Vol. 5(7). - C. e02017. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02017.
10. Зольников, В.К. Проектирование микросхем с учетом радиационного воздействия / В.К. Зольников, В.П. Крюков, А.И. Яньков // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. - 2009. - № 2. - С. 28-30.
11. Глушко, А.А. Анализ методов математического моделирования работы в условиях воздействия ионизирующего излучения КМОП - микросхем, сформированных по технологии "кремний - на - изоляторе" / А.А. Глушко, А.И. Зубкова, Ю.П. Королёва // Технологии инженерных и информационных систем. - 2021. - № 1. - С. 10-18.
12. Особенности оценки радиационной стойкости интегральных схем к нейтронному воздействию / А.И. Чумаков, А.В. Согоян, Д.В. Бобровский [и др.] // Безопасность информационных технологий. - 2021. - Т. 28, № 2. - С. 34-43. - DOI:https://doi.org/10.26583/bit.2021.2.03.
13. Физическая модель оценки интенсивности одиночных событий при воздействии отдельных ядерных частиц / А.Л. Савченко, А.Ю. Кулай, И.И. Струков [и др.] // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12, № 4. - С. 78-83. - DOI:https://doi.org/10.12737/2219-0767-2020-12-4-78-83.
14. Шоболова, Т.А. Радиационно стойкий биполярный транзистор на структурах "кремний на изоляторе" / Т.А. Шоболова, С.В. Оболенский, Ю.А. Кабальнов // Электронная техника. Серия 2: Полупроводниковые приборы. - 2020. - № 3 (258). - С. 34-42. - DOI:https://doi.org/10.36815/2073-8250-2020-258-3-34-42.
15. Кабальнов, Ю.А. Моделирование радиационных эффектов в транзисторах на КНС-структурах / Ю.А. Кабальнов, А.Н. Качемцев, С.В. Оболенский // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. - 2018. - № 3. - С. 31-38.
16. Design and experimental research on buffer protection of high-g penetrator for deep space exploration / H. Luo, Y. Li, C. Fan [et al.] // Acta Astronautica. - 2021. - Vol. 189. - Pp. 63-78. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2021.08.020.
17. Coupled charge and radiation transport processes in thermophotovoltaic and thermoradiative Cells / W.A. Callahan, D. Feng, Z.M. Zhang [et al.] // Physical Review Applied. - 2021. - Vol. 15(5). - C. 054035. - DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.15.054035.
18. Крюков, В.П. Проблемы моделирования базовых элементов КМОП БИС двойного назначения в САПР / В.П. Крюков, К.В. Зольников, С.А. Евдокимова // Моделирование систем и процессов. - 2013. - № 4. - С. 41-44. -DOI:https://doi.org/10.12737/4045.
19. Метод и алгоритм поиска дефектов для радиационно-стойких микросхем / К.В. Зольников, В.А. Скляр, В.П. Крюков [и др.] // Вопросы атомной науки и тех-ники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. - 2014. - № 2. - С. 10-13.
20. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2019663599. Программа для моделирования стойкости изделий в условиях длительного воздействия ионизирующего излучения космического пространства для создания радиационно-стойкой электронной компонентной базы : № 2019662572 заявл. 11.10.2019 ; опубл. 21.10.2019 / А.С. Грошев, С.А. Евдокимова, В.К. Зольников ; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВО «ВГЛТУ».
21. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ 2021664834. Программа для определения начального уровня радиационного эффекта при воздействии радиации на микросхемы : № 2021663914 заявл. 06.09.2021 ; опубл. 14.09.2021 / И.В. Журавлева, К.А. Чубур, А.Е. Козюков, В.К. Зольников ; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВО «ВГЛТУ».
22. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ 2021664833. Программа расчета влияния радиации на структуру микросхемы : № 2021663915 заявл. 06.09.2021 ; опубл. 14.09.2021 / И.В. Журавлева, К.А. Чубур, А.Е. Козюков, К.В. Зольников ; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВО «ВГЛТУ».
