УДК 621.38 Электроника. Фотоэлектроника. Электронные лампы, трубки. Рентгенотехника. Ускорители частиц
Полевые транзисторы подвержены возникновению различных эффектов при воздействии ионизирующих излучений. Данные эффекты связанны как с ионизацией полупроводниковых слоев – областей канала и подложки, карманов стока и истока, так и диэлектрических. Получение достаточного набора данных о чувствительности к данным эффектам представляет собой обширную по затратам времени и трудозатратам задачу вследствие производительности установок, воспроизводящих спектральные характеристики различных видов радиационного воздействия, что делает актуальной задачу оптимизации испытательных процедур в том числе с применением различных (в том числе имитирующих) установок. В данной работе приводится обзор особенностей подготовки и проведения испытаний на стойкость к одиночным радиационным эффектам с применением высокопроизводительной лазерной установки, а также проводится сравнительный анализ экспериментальных процедур и результатов с таковыми, полученными с применением ускорителя ТЗЧ. Показано, что результаты определения стойкости полевых транзисторов к проявлению SEB-эффекта, полученные с применением ускорителя ТЗЧ и установки сфокусированного ЛИ имеют достаточную сходимость в части значений сечения насыщения. На основании полученных результатов испытаний полевого транзистора и проведенного анализа приводится вывод о том, что применение лазерных испытательных установок имеет ряд значимых преимуществ, позволяющих оптимизировать процедуры испытаний
Стойкость полевых транзисторов, радиационное воздействие, методы испытаний, SEB-эффект, отклики транзисторов
1. Чумаков А.И. и др. Радиационная стойкость изделий ЭКБ: Научное издание. ¬– М.: НИЯУ МИФИ, 2015 – 512 с.
2. Таперо К.И., Улимов В.Н., Членов А.М. Радиационные эффекты в кремниевых интегральных схемах космического применения. – М.: Бином, 2012 – 306 с.
3. Duzellier S. Radiation effects on electronic devices in space // Aerospace science and technology. – 2005. – Т. 9. – №. 1. – С. 93–99.
4. Чумаков А.И. Возможности и ограничения лазерных методов при оценке параметров чувствительности БИС к эффектам воздействия тяжелых заряженных частиц // Безопасность информационных технологий. – 2019. – Т. 26. – №. 3. – С. 58–67.
5. Melinger J. S. et al. Critical evaluation of the pulsed laser method for single event effects testing and fundamental studies //IEEE Transactions on Nuclear Science. – 1994. – Т. 41. – №. 6. – С. 2574–2584.
6. Vaid R., Padha N. Comparative study of power MOSFET device structures. – 2005.
7. Шарапов А.А., Ватуев А.С., Емельянов В.В., Шорыгина А.Д., Козлов А.А., Особенности применения источников сфокусированного лазерного излучения для исследования SEB эффекта в полевых HEXFET транзисторах // Тезисы докладов 26-й Всероссийской научно-технической конференции «Радиационная стойкость электронных систем» – «Стойкость-2023» – 2023. – С. 108-109.
8. Jellison Jr G. E., Modine F. A. Optical absorption of silicon between 1.6 and 4.7 eV at elevated temperatures // Applied Physics Letters. – 1982. – Т. 41. – №. 2. – С. 180–182.
9. Гадоев С.М., Скоробогатов П.К. Влияние температуры и уровня легирования на параметры лазерного имитационного моделирования ионизационных эффектов в кремниевых ИС // Микроэлектроника. – 2005. – Т. 34. – №. 6. – С. 451–454.
10. Spitzer W., Fan H. Y. Infrared absorption in n-type silicon // Physical Review. – 1957. – Т. 108. – №. 2. – С. 268.
11. Hara H., Nishi Y. Free carrier absorption in p-type silicon // Journal of the Physical Society of Japan. – 1966. – Т. 21. – №. 6. – С. 1222–1222.
12. РД 134-0175-2009 Методы испытаний цифровых сверхбольших интегральных микросхем на воздействие одиночных высокоэнергетических протонов и тяжелых заряженных частиц космического пространства на ускорителях заряженных частиц. – М.: АО «НИИ КП», 2004.
13. ГОСТ Р. 16269-6–2005 Статистические методы. Статистическое представление данных. Определение статистических толерантных интервалов. – М.: Стандартинформ, 2005. – 27 с.
14. РД В 319.03.38–2000. Изделия электронной техники. Микросхемы интегральные. Методы взаимного пересчета параметров моделей одиночных сбоев больших и сверхбольших интегральных схем при воздействии отдельных высокоэнергетичных заряженных частиц галактических и солнечных космических лучей и протонов космического пространства. – М.: 22 ЦНИИИ МО РФ, 2000.
15. Zebrev G. I. et al. Proton-and Neutron-Induced SEU Cross-Section Modeling andSimulation: A Unified Analytical Approach // Radiation. – 2024. – Т. 4. – №. 1. – С. 37-49. – DOIhttps://doi.org/10.3390/radiation4010004.
16. Hales J. M. et al. A simplified approach for predicting pulsed-laser-induced carrier generation in semiconductor // IEEE Transactions on Nuclear Science. – 2017. – Т. 64. – №. 3. – С. 1006–1013.
17. Hales J. M. et al. Experimental validation of an equivalent LET approach for correlating heavy-ion and laser-induced charge deposition // IEEE Transactions on Nuclear Science. – 2018. – Т. 65. – №. 8. – С. 1724–1733.
18. Nashiyama I. et al. Study of basic mechanisms of single event upset using high-energy microbeams // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. – 1991. – Т. 54. – №. 1-3. – С. 407–410.
19. Buchner S. P. et al. Pulsed-laser testing for single-event effects investigations // IEEE Transactions on Nuclear Science. – 2013. – Т. 60. – №. 3. – С. 1852–1875.
20. Fouillat P. et al. Fundamentals of the pulsed laser technique for single-event upset testing // Radiation Effects on Embedded Systems. – 2007. – С. 121–141.
