Регистрация / Вход
Прислать материал

Деградация биполярных кремниевых приборов и микросхем в условиях низкоинтенсивного радиационного облучения

Фамилия
Мальцева
Имя
Мария
Отчество
Сергеевна
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Полупроводниковой электроники и физики полупроводников
Академическая группа
ППЭ-13-1
Научный руководитель
к. ф.-м.н., с.н.с., доц. Таперо К.И.
Название тезиса
Деградация биполярных кремниевых приборов и микросхем в условиях низкоинтенсивного радиационного облучения
Тезис

   Цель работы: проанализировать экспериментальные результаты исследований, которые необходимы для разработки методов моделирования низкоинтенсивного облучения биполярных полупроводниковых приборов (ПП) и интегральных схем (ИС). Получить представление об эффекте ELDRS, который возникает в изделиях биполярной технологии и его зависимости от температуры и мощности дозы излучения.

   Актуальность: ELDRS – эффект повышенной чувствительности к воздействию низкоинтенсивного излучения. Данный эффект имеет большое значение для космических систем, поскольку испытания ПП и ИС в лабораторных условиях на стойкость к воздействию поглощённой дозы ионизирующего излучения проводятся при мощности дозы, существенно превышающей значения, характерные для реальных условий космоса, в результате чего значения дозы отказа, определяемая при испытаниях, могут быть завышенными.

   Анализ: По экспериментальным данным определено, что при малой мощности дозы излучения ((1–5)×10–3 рад(Si)/с) изменение базового тока транзисторов в 10 раз больше, чем при высокой интенсивности дозы (50–300 рад(Si)/с) при одинаковом уровне суммарной дозы (рисунок 1). При мощности излучения менее 5×10–3 рад(Si)/с эффект мощности дозы начинал насыщаться. Облучение при температуре и малых дозах излучения является ускоряющим фактором моделирования эффекта ELDRS. Однако, при повышенных температурах 100% моделирования данного эффекта не происходит. Оптимальная температура для максимально возможного моделирования (85%) имеет диапазон 100-200 °C (рисунок 2).

Рисунок 1 - Зависимость приращения базового тока горизонтального (o) и вертикального () р-n-р-БТ от мощности дозы гамма-излучения

 

Рисунок 2 - Зависимость приращения тока базы горизонтального р-n-БТ от температуры облучения при различных дозах облучения

   Выводы: облучение биполярных изделий при низкой мощности излучения дает изменения параметров прибора на порядок больше, чем при более высокой мощности дозы. Оптимальное соотношение мощности дозы и температуры облучения, которое определено в экспериментах, зависит от типа изделия и контролируемого параметра этого изделия. Бывают случаи, когда эффект наблюдается только по одному из параметров прибора, а по остальным отсутствует.