ВЛИЯНИЕ ИМПУЛЬСНОГО ХАРАКТЕРА ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПАРАМЕТРЫ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ К ОДИНОЧНЫМ РАДИАЦИОННЫМ ЭФФЕКТАМ

Александр И. Чумаков, Дмитрий В. Бобровский, Сергей А. Соловьев

Аннотация


В работе проводится анализ особенностей экспериментальной оценки сечений одиночных радиационных эффектов (ОРЭ) при воздействии импульсных пучков ионов. Анализируются основные эффекты, влияющие на достоверность получаемых результатов. К основным причинам, которые могут исказить результаты экспериментальных исследований, относятся возможные многократные попадания ионов в одну и ту же чувствительную область интегральной схемы (ИС) за время формирования ОРЭ, наличие нескольких ОРЭ в разных элементах ИС за один импульс, одновременное действие эффектов мощности дозы и ионизационной реакции от отдельной ядерной частицы и влияние эффектов мощности поглощенной дозы на условия возникновения ОРЭ. В работе проанализированы данные эффекты и показано, что при воздействии импульса ионов с эффективной поглощенной мощностью дозы менее 106 рад(Si)/с эффекты мощности дозы практически не влияют на параметры чувствительности ИС к ОРЭ. Отдельные сложности могут возникнуть при регистрации одиночных импульсных переходных процессов («иголок»), но из-за разных временных характеристик принципиально разделение эффектов мощности дозы и ОРЭ возможно. Проведена оценка по влиянию конечных пробегов на ограничения по максимальной плотности потока ионов и показано, что учет их дает возможность повысить этот уровень в несколько раз.


Ключевые слова


безопасность информационных систем, импульсные пучки ионов, 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 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.

5. 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.], т. 27, № 1, с. 68–82, 2020. ISSN 2074-7136. DOI: 10.26583/bit.2020.1.06. – EDN: TTXAFV.

6. Slivin, 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/S1547477122050375.

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. Chumakov A.I., Pechenkin A.A., Egorov A.N. et al. Estimating IC susceptibility to single-event latchup. Russian Microelectronics. 2008, v. 37, no. 1, p. 41–46. DOI: 10.1134/S1063739708010058.

9. Nekrasov P.V., Karakozov A.B., Bobrovskyi D.V. and Marfin V.A. Investigation of Single Event Functional Interrupts in Microcontoller with PIC17 Architecture. 15th European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems (RADECS), Moscow, Russia, 2015, p. 1–4. DOI: 10.1109/RADECS.2015.7365625.

10. Chumakov A.I. Modeling rail-span collapse in ICs exposed to a single radiation pulse. Russ Microelectron 35, р. 156–161 (2006). DOI: 10.1134/S1063739706030048.

11. Massengill E.W. and Diehl-Nagle S.E. Transient Radiation Upset Simulations of CMOS Memory Circuits, IEEE Trans. Nucl. Sci., 1984, v. 31, no. 6, p. 1337–1343 DOI: 10.1109/TNS.1984.4333507.

12. Согоян А.В Гарантирующее оценивание радиационной переходной характеристики изделий электронной компонентной базы. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. 2021. № 2, с. 5–15. – EDN: GSLLOO.

13. Чумаков А.И., Согоян А.В., Яненко А.В. Ограничения методов оценки стойкости изделий микроэлектроники к одиночным радиационным эффектам на ускорителях ионов. Микроэлектроника. 2022, т. 51, № 1, с. 19–27.
DOI: 10.1134/S1063739722010048. – EDN: LPEQSZ.

14. Криницкий А.А., Васильев А.Л., Чумаков К.А. Исследование ионизационной реакции операционного усилителя при воздействии отдельных ядерных частиц. Научно-технический сборник «Радиационная стойкость электронных систем - Стойкость-2007», М.: МИФИ, 2007, с. 49–50. ISBN 978-5-7262-0753-7.

15. Бойченко Д.В., Кессаринский Л.Н., Шведов С.В. Сравнительное исследование радиационного поведения аналоговых ИС. Научно-технический сборник «Радиационная стойкость электронных систем - Стойкость-2007», М.: МИФИ, 2007, с. 17–18. ISBN 978-5-7262-0753-7.

16. Чумаков А.И. и др. Моделирование сбоев в ИС при импульсном нейтронном воздействии. Часть 3. Область средних интенсивностей. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. 2023, № 1, с. 10–15. – EDN: WDGXPV.

17. Чумаков А.И., Чумаков К.А., Дианков С.Ю. Особенности оценки ионизационной реакции СБИС при импульсном нейтронном воздействии. Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС). 2022, № 1, с. 59–64. DOI: 10.31114/2078-7707-2022-1-59-64. – EDN: BPVTQD.

18. Согоян А.В., Чумаков А.И. Диффузионная модель ионизационной реакции элементов БИС при воздействии ТЗЧ. Микроэлектроника. 2017, т. 46, № 4, с. 305–312.
DOI: 10.1134/S1063739717040084. – EDN: YZBJKZ.




DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2024.4.10

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


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