ОЦЕНКА СООТВЕТСТВИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ ТРЕБОВАНИЯМ ПО СТОЙКОСТИ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ТЯЖЕЛЫХ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
Аннотация
Целью проведения квалификационных или контрольных радиационных испытаний является подтверждение соответствия стойкости изделия заданным требованиям, что в ряде случаев может быть достигнуто без полной характеризации радиационного поведения изделия, обеспечивая тем самым существенное снижение затрат на проведение испытаний. В данной работе предлагается подход к определению норм испытаний при оценке соответствия интегральных схем (ИС) требованиям по радиационной стойкости при воздействии тяжелых заряженных частиц (ТЗЧ) космического пространства, заданных в виде ограничений на частоты одиночных радиационных эффектов (ОРЭ). Расчет частоты ОРЭ основан на известном спектре ТЗЧ космического пространства (КП) и результатах испытаний, в результате которых определяется зависимость сечений эффектов от значений линейных потерь энергии (ЛПЭ). Оценка соответствия требованиям по стойкости к воздействию ТЗЧ КП по результатам облучения ионами только с одной величиной ЛПЭ проводится при вводе консервативных ограничений на значения сечения насыщения и порогового значения ЛПЭ. На основании анализа массива результатов испытаний установлена статистическая связь порогового значения ЛПЭ и сечения насыщения по отношению к эффектам отказов. При данных предположениях могут быть оценены необходимые флюенсы и минимальные ЛПЭ ионов для подтверждения в ходе испытаний соответствия изделия заданным требованиям. Эти значения зависят от критериальных значений предельных частот ОРЭ. Предложенный подход позволяет обосновано выбирать уровни воздействия при проведении испытаний на ускорителях ионов. В работе представлены ряд оценок норм испытаний для ИС в составе космического аппарата со сроком активного существования около 10 лет, функционирующего на геостационарной орбите, для типовых значений вероятности отказов ИС.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
1. Чумаков А.И. Действие космической радиации на ИС. М.: Радио и связь. 2004. – 320 c.
2. Petersen E., Single Event Effects in Aerospace, John Wiley & Sons, Inc., 2011. – 520 p.
3. Методология обеспечения стойкости бортовой аппаратуры космических аппаратов к воздействию ионизирующего излучения космического пространства: Монография под общ. ред. М.В. Яковлева. М.: НИЯУ МИФИ. 2017. – 380 c.
4. Чумаков А.И., Ужегов В.М., Ахметов А.О., Бойченко Д.В., Яненко А.В., Рясной Н.В. Оценка показателей стойкости интегральных схем при воздействии тяжелых заряженных частиц с использованием различных моделей. Безопасность информационных технологий, [S.l.]. Т. 24, № 1. C. 73–84, 2017. ISSN 2074-7136. URL: https://bit.mephi.ru/index.php/bit/article/view/58 (дата обращения: 01.12.2019).
DOI:http://dx.doi.org/10.26583/bit.2017.1.09.
5. Чумаков А.И., Ужегов В.М., Ахметов А.О., Бойченко Д.В., Яненко А.В., Рясной Н.В. Вопросы задания требований по стойкости интегральных схем при воздействии тяжелых заряженных частиц // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. 2017. № 1. С. 18–21.
6. Радиационная стойкость изделий ЭКБ. Научное издание. / Под ред. А.И. Чумакова. М.: НИЯУ МИФИ. 2015. – 512 c.
7. Микросхемы интегральные. Методы испытаний и оценки стойкости больших и сверхбольших интегральных схем к одиночным сбоям от воздействия отдельных высокоэнергетичных тяжелых заряженных частиц и протонов космического пространства. РД В 319.03.24. М.: 22 ЦНИИИ МО, 1997. – 54 c.
8. Кузнецов Н.В., Малышкин Ю.М., Николаева Н.И. и др. Программный комплекс COSRAD для прогнозирования радиационных условий на борту космических аппаратов // Вопросы атомной науки и техники. Серия: физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. 2011. № 2. С. 72–78.
9. Sogoyan A.V., Chumakov A.I., Smolin A.A., Ulanova A.V, Boruzdina A.B. A simple analytical model of single-event upsets in bulk CMOS // Nucl. Instruments Methods Phys. Res. Sect. B Beam Interact. with Mater. 2017. Vol. 400. P. 31–36.
10. Sogoyan A.V., Chumakov A.I., Smolin A.A. SEE rate estimation based on diffusion approximation of charge collection // Nucl. Instruments Methods Phys. Res. Sect. B Beam Interact. with Mater. 2018. Vol. 418. P. 87–93.
11. Чумаков А.И. Оценка чувствительности интегральных схем к одиночным радиационным эффектам для точечной области собирания заряда // Микроэлектроника. Т. 44, 2015. №1. С. 34–40.
12. Bobrovsky D., Akhmetov A., Smolin A., Chumakov A. Application of effective LET approach for modern CMOS devices // 2019 European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems (RADECS). 2019.
13. Rudenkov, A.E. Akhmetov, A.O. Bobrovsky, D.V., Chumakov, A.I. Yanenko, A.V., Uzhegov, V.M. The prediction for single event latchup sensitivity parameters of digital CMOS ICs based on its technological features // Proceedings of the International Conference on Microelectronics. 2017. P. 287–290.
14. NASA Tehnical Reports Server, URL: https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?Ntx=mode+matchallany&Ntk=All&N=
0&No=0&Ntt=compendium +single+event+effects (дата обращения: 14.12.2019).
15. Chumakov, A.I., Pechenkin, A.A., Savchenkov, D.V., Yanenko, A.V., Kessarinskiy, L.N., Nekrasov, P.V., Sogoyan, A.V., Tararaksin, A.I., Vasil'Ev, A.L., Anashin, V.S., Chubunov, P.A Compendium of SEE comparative results under ion and laser irradiation // 2013 European Conference on Radiation and its Effects on Components and Systems (RADECS), 2013.
16. Akhmetov, A.O., Bobrovsky, D.V., Tararaksin, A.Sa, Petrov, A.G., Kessarinskiy, L.N., Boychenko, D.V., Chumakov, A.I., Rousset, A., Chatry, C. IC SEE comparative studies at UCL and JINR heavy ion accelerators // IEEE Nuclear & Space Radiation Effects Conference (NSREC 2016).
17. Our Radiation Software – TRAD. URL: https://www.trad.fr/en/space/omere-software (дата обращения: 14.12.2019).
DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2020.1.06
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.