Регистрация / Вход
Прислать материал

Деградация изделий электронной техники вследствие радиационно-индуцированных эффектов структурных повреждений

ФИО: Федорова М.Ф.

Направление: Нанотехнологии

Научный руководитель: Таперо Константин Иванович, к.ф-м.н., с.н.с., доц.

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Полупроводниковой электроники и физики полупроводников

Академическая группа: ППЭ-11-1

Основу электронной компонентной базы космического применения составляют кремниевые полупроводниковые приборы и интегральные схемы, причем большинство приходится на изделия, изготовленные по МОП- и КМОП-технологии. Для таких элементов основной причиной дозовых отказов в условиях воздействия радиационных факторов космического пространства является ионизация диэлектриков как активных (подзатворные оксиды), так и пассивных (полевые оксиды, пассивирующие покрытия и т.п.). Вследствие этого идет накопление заряда (обычно положительного) в диэлектриках и встраивание поверхностных состояний на границе раздела полупроводник-диэлектрик. В результате происходит деградация электрофизических характеристик элементов ИС: изменяется пороговое напряжение МОП-транзисторов, возрастают токи утечки транзисторов в закртытом состоянии, образуются каналы утечки, связывающие различные элементы интегральных схем и др. Данные эффекты относят к классу поверхностных радиационных эффектов. По своей природе они являются ионизационными (т.е. первичным механизмом взаимодействия проникающей радиации с облучаемым веществом, приводящим к возникновению данных эффектов, является ионизация), и заметно проявляются при относительно небольших дозах: порядка 103...104 рад (Si) в зависимости от конструктивно-технологического исполнения полупроводникового прибора и интегральной микросхемы . Отказы многих современных микросхем, изготовленных по биполярной технологии, также могут определяться ионоизационными эффектами. В этом случае отказы обычно связаны с образованием поверхностных каналов утечки на границе полевых оксидов с кремнием p-типа вследствие радиационно-индуцированного накопления в диэлектрике положительного заряда.

Наиболее чувствительными к структуным повреждениям являются изделия оптоэлектроники. Тем не менее структурные повреждения также могут оказывать влияние на деградацию и «обычных» полупорводниковых приборов и интегральных схем: диодов, транзисторов, аналоговых и цифровых ИС. В наибольшей степени это проявляется в случае изделий, изготовленных по биполярной технологии, а если их конструкция предусматривает защиту от утечек по поверхностным каналам, то структурные повреждения будут основной причиной деградации этих приборов.