Применение радионуклидных источников α-излучения для имитации нейтронного воздействия на кремниевые биполярные транзисторы

• Автор: Сидоров, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Влияние альфа и нейтронного излучений на кремний

1.1 Моделирующие установки и существующие методики имитации воздействия нейтронного излучения на изделия полупроводниковой электроники

1.2 Взаимодействие быстрых нейтронов с веществом

1.3 Взаимодействие а-частиц с Е = 4,5 МэВ с веществом

1.4 Пространственное распределение радиационных дефектов по глубине при а-облученни с помощью радионуклидных источников

1.5 Реальная структура радиационных дефектов в кристаллах

1.6 Влияние облучения на время жизни неосновных носителей заряда

1.7 Влияние радиационного воздействия на коэффициент передачи тока биполярного транзистора
1.8 Выводы
1.9 Заключение
Глава 2. Дозиметрические измерения радионуклидных источников а-нзлучения
2.1 Выбор изотопного источника для проведения исследований
2.2 Методика проведения дозиметрических измерений
2.3 Результаты измерений
2.4 Оценка ионизационной составляющей радионуклидных источников
2.5 Выводы
Глава 3. Исследование изменения электро-фнзическнх параметров кремниевых полупроводниковых приборов и структур при облучении а-частнцамн радионуклидных источников

3.1 Методики измерения электро-физическнх параметров кремниевых полупроводниковых приборов и структур
3.2 Исследуемые образцы
3.3 Расположение облучаемого образца на источнике а-излучення
3.4 Коллимированное облучение образцов
3.5 Облучение с воздушным зазором между образцом и источником а-излучения
3.5 Выводы
Глава 4. Коэффициенты эквивалентности нейтронного и альфа воздействий на кремниевые биполярные транзисторы
4.1 Методики измерения параметров биполярных транзисторов
4.2 Рекомбинационные потерн в биполярных транзисторах
4.3 Оценка уровня инжекции для исследуемых приборов
4.4 Оценка деградации коэффициента передачи тока биполярного транзистора при низких температурах
4.5 Выводы
Глава 5. Применение коэффициентов эквивалентности нейтронного и альфа воздействий при имитационных испытаниях интегральных микросхем операционных усилителей
5.1 Исследуемые образцы
5.2 Методика проведения исследований применения коэффициентов эквивалентности нейтронного и альфа воздействий
5.3 Результаты исследования
5.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
Список сокращений
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Биполярные транзисторы, как и другие активные элементы, на сегодняшний день определяют возможности перспективных систем радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Скорость, точность и, конечно, долговечность -все эти качества различных систем и комплексов зависят от микроэлектронной компонентной базы. Выход из строя одного элемента может привести к потере функционирования целого комплекса. Причиной неработоспособности зачастую является ионизирующее излучение. Разработчики изделий полупроводниковой электроники принимают различный комплекс мер по снижению влияния ионизирующего излучения на работу элемента, а к самим изделиям предъявляется ряд требований, которые подтверждаются испытаниями на воздействие специальных факторов.
Согласно действующим нормативным документам испытания изделия полупроводниковой электроники (ИПЭ) на воздействие специальных факторов должны проводиться на моделирующих установках (МУ), поскольку в этом случае наиболее полно воспроизводятся реальные условия радиационного воздействия. Однако обеспечить с помощью МУ требуемую оперативность испытаний изделий микроэлектроники достаточно трудно, а во многих случаях н невозможно, что снижает эффективность проведения испытаний. Кроме того у испыташш с помощью МУ есть ряд других существенных недостатков - остаточная наведенная радиоактивность после воздействия нейтронов и высокоэнергетичных протонов на испытуемых изделиях, высокая стоимость проведення испытаний, сложность измерения параметров ИПЭ в связи с необходимостью использования дистанционной метрики.
Поэтому наряду с испытаниями на МУ в последние годы применяются н внедряются в практику методик испытаний, основанные на использовашш имитирующих установок - имитаторов. Имитационные испытания ИПЭ поз-

Продолжение таблицы 2.
Усредненное значение при расположении алюминиевого экрана у блока
детектирования
DOIB, мкм SOIB, см2 h, мм N„, част. ф, а/см2-с
375 1Д-10*3 23,7 63 5,66-Ю
Таблица 2.
Усредненное значение при расположении алюминиевого экрана у блока детектирования
D0TB, мкм 8<этв, СМ h, мм N„, част. Ф, а/см2-с
550 2,37-Ю'3 2,7 1484 6
550 2,3 7-10'3 5,7 1350 5
550 2,37-Ю'3 8,7 1100 4
550 2,37-10'3 11,7 1000 4,21-Ю
550 2,37-Ю'3 14,7 772 3,25-Ю
550 2,37-Ю'3 17,7 550 2,32-Ю
550 2,37-10'3 20,7 280 —' 00 о «Л
550 2,37-Ю'3 23,7 140 5,90-Ю
Таблица 2.
Усредненное значение при расположении алюминиевого экрана у блока детектирования
DOTB, мкм 8отв, см h, мм N„, част. ф, а/см2-с
375 1,1-Ю'3 9 410 3,71-Ю
375 1,1-Ю'3 11 300 2,72-Ю
375 1,1-Ю'3 14 165 1
375 1,1-Ю'3 17 95 8,61-Ю
375 1,1-Ю'3 20 50 4,53-Ю
375 1,1-Ю'3 23 22 1,99-Ю
Таблица 2.
Усредненное значение при расположении алюминиевого экрана у блока детектирования
DOIB, мкм 8отв, СМ h, мм Na, част. ф, а/см2-с
550 2,37-Ю"3 9 1050 4,42-Ю
550 2,3 7-Ю'3 11 870 3,66-Ю