1 ОАО «ЭНПО СПЭЛС» 2 НИЯУ «МИФИ» dvsav @ spels . ru
DESCRIPTION
Оценка параметров чувствительности БИС к эффектам воздействия отдельных ядерных частиц с использованием лазерной и импульсной гамма- установок. А.И. Чумаков 1 , А.Л. Васильев 1 , А.А. Печенкин 1 , Д.В. Савченков 2 , А.С. Тарараксин 2 , А.В. Яненко 2. 1 ОАО «ЭНПО СПЭЛС» - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Оценка параметров чувствительности БИС к эффектам воздействия
отдельных ядерных частиц с использованием лазерной и
импульсной гамма- установок
А.И. Чумаков1, А.Л. Васильев1, А.А. Печенкин1,Д.В. Савченков2, А.С. Тарараксин2, А.В. Яненко2
1 ОАО «ЭНПО СПЭЛС»2 НИЯУ «МИФИ»
Содержание
• Основные параметры чувствительности БИС по локальным радиационным эффектам;
• Эквивалентное значение ЛПЭ лазерного воздействия;• Ионизационная реакция (ИР) в цепи питания БИС при
облучении;• Режим фотодиода;• Облучение одного и нескольких pn-переходов;• Импульс ИР при лазерном и импульсном гамма-
облучении;• Определение ЛПЭ из выражений для ИР для
лазерного имитатора и гамма-установки;• Используемые установки;• Распределение коэффициента потерь по кристаллу;
2
Пороговое значение ЛПЭ
Сечение насыщения
Основные параметры чувствительности БИС по локальным радиационным эффектам
3
коэффициент поглощения
коэффициент отражения
коэффициент потерь лазерного излучения на оптических неоднородностях
энергия лазерного излучения
плотность полупроводника
энергия образования одной электронно-дырочной пары
ЛИm
i
m
ЛИz J
KK
hKJ
RL
110
энергия кванта лазерного излучения
Эквивалентное значение ЛПЭ лазерного воздействия
4
dRCt
iC
tUt
R
0
exp)(1
)(
Ионизационная реакция (ИР) в цепи питания БИС при облучении
5
Режим фотодиода
6
Осциллограммы ионизационного тока
для отдельного p–n перехода и для
структуры с пятью p–n переходами, равномерно
распределенными по кристаллу при
воздействии импульса ионизирующего
излучения длительностью 70 пс.
Облучение одного и нескольких pn-переходов
7
)/exp()(
1)(
_ ggge
gog
tin
tg
RCtAtL
CqgD
RR
RtU
)/exp()(1
)1(10)(
_'0
5
llei
ml
u
tin
to
RCttLhKC
J
RR
RRgqtU
Импульс ионизационной реакции для импульсного гамма-излучения
Импульс ионизационной реакции для лазерного излучения
Импульс ИР при воздействии лазерного и импульсного гамма- излучения
8
a
l
a
lm
uga C
C
U
U
J
JADLET
041025.6
суммарная доза за импульс ионизирующего излучения
площадь кристалла БИС, находящаяся под облучением
значение энергии сфокусированного лазерного излучения
энергия лазерного излучения при измерении амплитуды ионизационной реакции в цепи питания
амплитуда напряжения на интеграторе при лазерном облучении
амплитуда напряжения на интеграторе при воздействии импульсного гамма-излучения
Определение ЛПЭ из выражений для ИР для лазерного имитатора и гамма-установки
9
Источник импульсного гамма-излучения «АРСА»
Δ
Диафрагма – свинцовая пластинка с отверстием диаметром 1 мм
Δ
Используемые установки
10
Лазерный имитатор «ПИКО-4»
Используемые установки
11
Осциллограммы импульсов ионизационной реакции в БИС ОЗУ 1892ВМ2Я при локальном облучении на лазерной и гамма- установках.
1.2.109 рад/с, АРСА 5.7 мкДж, лазер с длиной волны =1.064 мкм
12
Приемопередатчик 5559ИН26У Цифровой кристалл контроллера мультиплексного канала стандарта MIL-STD-1553A/BBU-61580G3-192
Распределение коэффициента потерь по кристаллу
13
ПЛИС XC95144-15TQ100 16 битный микроконтроллер SAK-XC167CI-32F40FBB-A
Распределение коэффициента потерь по кристаллу
14
14-разрядный ЦАП DAC5675AMHFG-Vэнергонезависимое ОЗУ с микропрограммным управлением, выполненное по FRAM технологии FM33256
Распределение коэффициента потерь по кристаллу
15
Однократно программируемое ПЗУ фирмы Xilinx, применяемое для конфигурирования ПЛИС ф. Xilinx XC1765EL-S08I
Распределение коэффициента потерь по кристаллу
16
17
В работе обоснована методика оценки эквивалентных значений линейных потерь энергии по результатам облучения кристалла БИС локальным лазерным излучением и гамма-импульсом. Методика может быть распространена для проведения испытаний БИС на стойкость к воздействию ТЗЧ и основана на пересчете энергии лазерного излучения в эквивалентные значения ЛПЭ с использованием результатов измерений пороговой энергии для возникновения эффекта и характеристик ионизационной реакции в цепи питания БИС. В предлагаемой методике устранены погрешности, обусловленные заданием числовых параметров взаимодействия оптического излучения с полупроводниковыми структурами и неопределенностью характеристик полупроводниковых структур.
Заключение
18
Спасибо за внимание!