ОСОБЕННОСТИ ОЦЕНКИ СТОЙКОСТИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ИОНОВ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ

Александр И. Чумаков, Дмитрий В. Бобровский, Армен В. Согоян

Аннотация


В работе проводится анализ особенностей экспериментальной оценки зависимости сечений одиночных радиационных эффектов (ОРЭ) в функции линейных потерь энергии (ЛПЭ) для ионов с энергиями выше 100 МэВ/нуклон. С целью изменения значений ЛПЭ используются ослабители энергии ионов до получения максимально возможных величин ЛПЭ. В работе представлены оценки изменений спектра ЛПЭ при различных толщинах ослабителя на основе поликарбоната на примере воздействия ионов железа с энергиями 100...450 МэВ/нуклон. Оценка значений ЛПЭ в корпусированных изделиях с неизвестным физико-химическим составом предлагается проводить по модифицированной методике, используемой на ускорителе ионов в Брукхейвенской национальной лаборатории в США. Предлагается данную методику дополнить предварительными исследованиями на рентгеновских установках для возможной оценки массовой толщины защитных слоев корпусов интегральных схем. С целью уменьшения влияния неконтролируемых факторов предлагается проводить утонение корпусов по результатам анализа рентгеновских снимков. Предлагаемый подход позволяет корректно определять зависимости сечений ОРЭ от ЛПЭ как корпусированных, так и декапсулированных интегральных схем к воздействию ионов высоких энергий. Полученные результаты предполагаются использоваться на специализированной станции ИСКРА, входящей в состав нуклотронного комплекса НИКА (NICA) в ОИЯИ, г. Дубна. Представленные результаты позволяют провести оценку сбое- и отказ-устойчивости электронно-информационных систем к воздействию ионов искусственного и естественного происхождений.

Ключевые слова


безопасность информационных систем, ионы высоких энергий, одиночные радиационные эффекты, нуклотрон NICA.

Полный текст:

PDF

Литература


1. Радиационная стойкость изделий ЭКБ. Научное издание. Под ред. А.И. Чумакова. М.: НИЯУ МИФИ, 2015. – 512 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. – 520 p.

4. Чумаков А.И. и др. Оценка показателей стойкости интегральных схем при воздействии тяжелых заряженных частиц с использованием различных моделей. Безопасность информационных технологий, [S.l.], т. 24, № 1, с. 73–84, 2017. ISSN 2074-7136. DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2017.1.09.

5. 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, v. 418, p. 87–93. DOI: 10.1016/j.nimb.2018.01.001.

6. Уланова А.В. и др. Оценка частоты одиночных радиационных эффектов при воздействии тяжелых заряженных частиц на основе двухпараметрической модели. Наноиндустрия. 2019, № 5(89), c. 278–281.
DOI: 10.22184/NanoRus.2019.12.89.278.281. – EDN: AGMORD.

7. Syresin E. et. al. New Heavy Ion Facility Design Project for Single Event Effect Tests. 20th European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems, RADECS 2020 - Proceedings, 2020. DOI: 10.1109/RADECS50773.2020.985769.

8. Slivin, A., Agapov, A., Butenko, A. et al. Construction of Stations for Applied Research at the NICA Accelerator Complex. Phys. Part. Nuclei Lett. 19, p. 528–531 (2022).
DOI: 10.1134/S1063739722010048.

9. Butenko A.V., Syresin E.M., Tyutyunnikov S.I. et al. Analysis of Metrological Provision Problems of a Test Stand for Testing Radio-Electronic Products for Resistance to Irradiation with High-Energy Heavy Ions. Phys. Part. Nuclei Lett. 16, p. 734–743 (2019).
DOI: 10.1134/S1547477119060098.

10. Чумаков Александр И. и др. Требования и нормы испытаний по радиационной стойкости интегральных схем к эффектам воздействия тяжелых заряженных частиц. Безопасность информационных технологий, [S.l.], т. 27, № 1, с. 83–97, 2020. ISSN 2074-7136. DOI: 10.26583/bit.2020.1.07. – EDN: ENVHAX.

11. Согоян Армен В.; Смолин Анатолий А.; Чумаков Александр И. Оценка соответствия интегральных схем требованиям по стойкости к воздействию тяжелых заряженных частиц. Безопасность информационных технологий, [S.l.], v. 27, no. 1, p. 68–82, 2020. ISSN 2074-7136.
DOI: 10.26583/bit.2020.1.06. – EDN: TTXAFV.

12. Buchner S. et al. Variable depth bragg peak method for single event effects testing. IEEE Trans. on Nuc. Sci. 2011, v. 58, no. 6, p. 2976–2982. DOI: 10.1109/TNS.2011.2170587.

13. High Energy/LET Radiation EEE Parts Certification Handbook. JSC-HDBK-07-001. 2017. – 27 p.

14. Chumakov A.I., Sogoyan A.V. & Yanenko A.V. Limitations of Methods for Evaluating the Hardness of Microelectronic Devices to Single Event Effects on Ion Accelerators. Russ Microelectron 51, p. 16–23 (2022). DOI: 10.1134/S1063739722010048.

15. Bobrovsky D.V. et. al. Flip-chip ICs SEE testing technique. Proceedings of the International Conference on Microelectronics. MIEL 2017. 2017, p. 309–311. DOI: 10.1109/MIEL.2017.8190127.




DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2024.3.08

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


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