ТРЕБОВАНИЯ И НОРМЫ ИСПЫТАНИЙ ПО РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ К ЭФФЕКТАМ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЯЖЕЛЫХ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Александр И. Чумаков, Армен В. Согоян, Анатолий А. Смолин, Алексей О. Ахметов, Дмитрий В. Бобровский, Дмитрий В. Бойченко, Николай В. Рясной, Константин А. Чумаков, Евгений В. Чурилин, Владимир Ф. Герасимов, Виталий В. Хаустов, Александр А. Сашов, Анастасия В. Уланова, Андрей В. Яненко

Аннотация


Вработе проводится анализ существующих подходов по оценке частоты одиночных радиационных эффектов (ОРЭ), возникающих в интегральных схемах при воздействии тяжелых заряженных частиц (ТЗЧ) космического пространства. Эти вопросы имеют существенное значение в свете расширения сферы практического применения киберфизических систем управления космическими объектами, так как именно за счет ОРЭ в основном и происходят потери информации в регистровых элементах и в ячейках памяти электронных блоков космических аппаратов.Показано, что существующие модели, основанные на выделении энергии в фиксированном чувствительном объеме не применимы при оценке показателей стойкости – частоты или вероятности возникновения ОРЭ при относительно больших пороговых значениях линейных потерь энергии (ЛПЭ). Предложено оценивать показатели стойкости на основе диффузионной модели собирания заряда, которая позволяет получить оценки сечений ОРЭ для изотропного поля излучения. Получена универсальная зависимость для оценки показателей стойкости интегральных схем при воздействии ТЗЧ для геостационарной орбиты, на основании которой предложена классификация по группам стойкости. Данные результаты позволяют обосновать нормы испытаний при проведении испытаний интегральных схем на стойкость к воздействию ТЗЧ.


Ключевые слова


одиночные радиационные эффекты, показатели радиационной стойкости, нормы испытаний.

Полный текст:

PDF

Литература


1. Ионизирующее излучение космического пространства и их воздействие на бортовую аппаратуру космических аппаратов / Под ред. Г.Г. Райкунова. М.: Физматлит, 2013. – 256 с.

2. Чумаков А.И. Действие космической радиации на ИС. М.: Радио и связь. 2004. – 320 с.

3. Petersen E., Single Event Effects in Aerospace, John Wiley & Sons, Inc., 2011.

4. Радиационная стойкость изделий ЭКБ. Научное издание. /Под ред. А.И. Чумакова. М.: НИЯУ МИФИ, 2015. – 512 с.

5. Согоян А.В., Чумаков А.И. Диффузионная модель ионизационной реакции элементов БИС при воздействии ТЗЧ // Микроэлектроника. 2017. Т. 46. № 4. С. 305–312.

6. Чумаков А.И Оценка многократных сбоев в интегральных схемах от воздействия тяжелых заряженных частиц // Микроэлектроника. 2014. Т.43. №2. С. 83–87.

7. Boruzdina A.B., Sogoyan A. V, Smolin A.A., Ulanova A. V., Gorbunov M.S., Chumakov A.I., Boychenko D. V., Temperature Dependence of MCU Sensitivity in 65nm CMOS SRAM // IEEE Transactions on Nuclear Science. 2015, vol. 62. P. 2860–2866.

8. 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. 2017. № 1. С. 73–84.

9. Bradford J.N., Geometric Analysis of Soft Errors and Oxide Damage Produced by Heavy Cosmic Rays and Alpha Particles // IEEE Transactions on Nuclear Science. 1980. Vol. 27. P. 941–947.

10. 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 с.

11. Edmonds L.D., Recommendations Regarding the Use of CREME96 for Heavy-Ion SEU Rate Calculations, 2005, URL: https://www.researchgate.net/publication/309494195_Recommendations_Regarding_the_Use_of_
CREME96_for_Heavy-Ion_SEU_Rate_Calculations (дата обращения: 14.12.2019).

12. Согоян А.В., Чумаков А.И. Оценка ионизационной реакции полупроводниковых элементов в диффузионном приближении при воздействии тяжёлых заряженных частиц // Электронная техника. Серия 2: Полупроводниковые приборы. 2016. № 2 (241). С. 46–57.

13. 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.

14. Чумаков А.И. Оценка чувствительности интегральных схем к одиночным радиационным эффектам для точечной области собирания заряда // Микроэлектроника. Т.44, 2015. №1. С. 34–40.

15. 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.




DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2020.1.07

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.