5. Особенности воздействия ионизирующих излучений на материалы и элементы рэс

Воздействие потока быстрых нейтронов на полупроводники приводит к уменьшению ряда качественных показателей.

Время жизни неосновных носителей заряда (ННЗ) –

Время жизни ННЗ весьма чувствительно к воздействию облучения и определяется скоростью объемной рекомбинации на ловушках и центрах.

С ростом интегрального потока излучения время жизни ННЗ монотонно убывает.

Концентрация свободных носителей заряда –

Радиационные дефекты в некоторых полупроводниковых материалах приводят к уменьшению концентрации свободных носителей заряда, которая в кремнии по мере роста дозы облучения приближается к собственной. Концентрация основных носителей заряда изменяется в зависимости от интегрального потока облучения в широком диапазоне доз по экспоненциальному закону , где – концентрация электронов после облучения; – концентрация электронов до облучения; Ф – интегральный поток излучения; а_п – постоянный коэффициент, связанный с начальной скоростью удаления носителей.

Подвижность неосновных носителей заряда –

Определяется рассеиванием на тепловых колебаниях решетки, ионах примесей, дислокациях и других несовершенствах кристаллов. Радиационные дефекты, как правило, вызывают уменьшение подвижности.

Удельное сопротивление – р

Радиационные дефекты способствуют уменьшению концентрации основных носителей, снижают их подвижность.

Все эти процессы приводят к росту удельного сопротивления полупроводника,

, де –

Уменьшение подвижности и концентрации основных носителей, а также снижение времени жизни неосновных носителей вызывает уменьшение коэффициента передачи базового тока, рост токов утечки и напряжения насыщения биполярного транзистора, а также изменение обратного напряжения диода и емкости перехода. Изменение параметров компонентов ИС влияет на статические и динамические характеристики микросхем. ТТЛ ИС сохраняют устойчивость к нейтронному облучению, в широком диапазоне от 1 - 10¹⁴ до 2 • 10¹⁵ см². Наиболее перспективным с точки зрения устойчивости к воздействию потока нейтронов в ТТЛ-технологии является ТТЛШ-схемы, среди биполярных схем ЭСЛ схемы наиболее радиационно-стойкие. У аналоговых ИС диапазон отказов лежит в следующих пределах 1 . 10¹² до 1 - 10^м см².

Уменьшение подвижности и концентрации основных носителей, а также снижение времени жизни неосновных носителей, вызывает уменьшение коэффициента передачи базового тока, рост токов утечки и напряжения насыщения биполярного транзистора, а также изменение обратного напряжения диода и емкости перехода. Изменение параметров компонентов ИС влияет на статические и динамические характеристики микросхем. На рис. 5.3, а приведены данные по сравнительной устойчивости ИС различных типов к воздействию потока нейтронов.

6. Объекты сбора и состав фиксируемой информации

• объекты сбора и состав фиксируемой информации;

При слишком мелком делении РЭС на самостоятельные объекты сбора статистической информации усложняется работа с учетной документацией, что неизбежно ведет к снижению достоверности получаемых результатов. При чрезмерном укрупнении объектов сбора статистики может потеряться необходимая детальная информация о причине, месте отказа и о фактической наработке отдельных блоков и устройств РЭС.

В ходе контроля обеспечивать фиксацию следующей информации:

• общая наработка изделия и время работы от момента предыдущего отказа;

• используемые методы диагностики и место обнаружения отказа, заводской и позиционный номер отказавшего элемента, детали;

• причина отказа (поломка, износ детали, отклонение параметра и т.п.);

• способ устранения отказа (замена элемента, регулировка и т.д.);