Персона: Чумаков, Александр Иннокентьевич
Email Address
Birth Date
Результаты поиска
ОСОБЕННОСТИ ОЦЕНКИ СТОЙКОСТИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ИОНОВ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ
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 отказустойчивости электронно-информационных систем к воздействию ионов искусственного и естественного происхождений .
ВЛИЯНИЕ ИМПУЛЬСНОГО ХАРАКТЕРА ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПАРАМЕТРЫ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ К ОДИНОЧНЫМ РАДИАЦИОННЫМ ЭФФЕКТАМ
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.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТЕНДА «СОЧИ» ДЛЯ ПОДТВЕРЖДЕНИЯ НЕИЗМЕННОСТИ КРИСТАЛЛА МИКРОСХЕМ
В работе проводится анализ возможной области применения стенда «СОЧИ» на базе линейного ускорителя тяжелых ионов (ЛУТИ) для целей контроля неизменности топологии кристалла в целях обеспечения доверенности ЭКБ. Одна из характеристик интегральной схемы (ИС), определяющаяся топологией и проектными нормами – чувствительность к воздействию тяжелых заряженных частиц (ТЗЧ) по тиристорному эффекту и сбоям. Показано, что даже незначительные и не всегда заметные изменения топологии интегральной схемы могут приводить к резким изменениям параметров чувствительности по тиристорным эффектам (ТЭ), тогда как по одиночным сбоям изменения имеют место при изменении проектных норм и библиотечных элементов. Импульсный характер пучка на стенде «СОЧИ» не позволяют проводить испытания только очень чувствительных ЭКБ к воздействию ТЗЧ по тиристорному эффекту в количественном выражении (определение сечения эффекта), однако даже в этом случае возможно определять пороговое значение линейных потерь энергии возникновения ТЭ. Во всех других случаях параметры чувствительности ИС по одиночным радиационным эффектам могут быть определены.
СПОСОБ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ТЕПЛОВОГО И МЕХАНИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ЭЛЕМЕНТЫ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ С ПОМОЩЬЮ ПУЧКА ЭЛЕКТРОНОВ
Изобретение относится к технике испытаний материалов и элементов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) с помощью воспроизведения термомеханических нагрузок высокоинтенсивным импульсным пучком электронов (ИПЭ) и может быть использовано для испытаний образцов многослойных материалов и элементов РЭА на стойкость к действию рентгеновского излучения (РИ). Способ воспроизведения теплового и механического действия РИ на элементы РЭА с помощью ИПЭ заключается в том, что выявляют конструктивные элементы РЭА, критичные к тепловым и механическим эффектам (КЭ). Рассчитывают пространственное распределение поглощенной дозы при воздействии РИ и при воздействии ИПЭ для каждого КЭ, определяют максимальные значения растягивающих механических напряжений и температур для каждого КЭ, проводят расчетную оценку по критерию равенства максимума растягивающих напряжений, значений флюенса энергии ИПЭ, эквивалентных значениям флюенса энергии РИ с заданными параметрами для каждого КЭ. Проводят расчетную оценку значений флюенса энергии ИПЭ, эквивалентных значениям флюенса энергии РИ по отношению к тепловым эффектам для каждого КЭ. Создают с помощью моделирующего воздействия ИПЭ механические и тепловые поля в КЭ, эквивалентные возникающим при воздействии РИ с заданными параметрами по критериям равенства максимальных значений растягивающих напряжений и максимальной температуры. Технический результат изобретения: обеспечение возможности определения и прогнозирования уровня стойкости современных изделий РЭА с учетом тепловых и термомеханических эффектов при воздействии РИ посредством применения ИПЭ. 3 ил.
Радиационные эффекты в интегральных схемах
В монографии описываются основные радиационные эффекты в полупроводниковых приборах и интегральных схемах при воздействии радиационных факторов естественного и искусственного происхождения. Кратко приведены сведения по источникам ионизирующего излучения, физике взаимодействия ионизирующего излучения с веществом и современным технологиям изготовления интегральных схем. Разобраны основные доминирующие радиационные эффекты (структурные повреждения, объемные ионизационные, поверхностные и одиночные) в элементах интегральных схем. Рассмотрены основные механизмы радиационных отказов и сбоев интегральных схем. Для специалистов, разрабатывающих интегральные схемы и электронную аппаратуру. Книга также может быть полезна аспирантам и студентам вузов.
НОРМЫ ИСПЫТАНИЙ НА СТОЙКОСТЬ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ОТДЕЛЬНЫХ ЧАСТИЦ: МИНИМАКСНЫЙ ПОДХОД
При проведении испытаний интегральных схем (ИС) и полупроводниковых приборов на стойкость к воздействию протонов, нейтронов и ионов одним из ключевых является вопрос определения «нормы испытаний» – уровня воздействия испытательной установки (ИУ), позволяющего по результатам эксперимента сделать заключение о соответствии изделия заданным требованиям с определённой доверительной вероятностью. Статистически достоверное определение вероятности безотказной работы (ВБР) изделий по результатам испытаний малых выборок является трудноразрешимой задачей, в особенности – для вновь разрабатываемых ИС. Ещё более сложной задача оказывается при отсутствии отказов в ходе эксперимента. Применительно к возникновению одиночных радиационных эффектов (ОРЭ) в ИС при воздействии частиц космического пространства (КП) проблема заключается в сочетании высоких уровней заданных флюенсов и требуемых ВБР. Анализ показывает, что даже (гипотетически) детальное воспроизведение характеристик специальных факторов (СФ) в ходе испытаний в общем случае не способно само по себе («автоматически») обеспечить заданную достоверность результата. Обоснованное уменьшение норм испытаний может быть достигнуто за счет использования априорной количественной информации о проявлении ОРЭ в рассматриваемых изделиях в сочетании с модельными представлениями о механизмах ОРЭ. В работе рассмотрен минимаксный подход к определению норм испытаний, в рамках которого априорная информация вводится в форме «жестких» ограничений на значения параметров задачи.
НОРМЫ ИСПЫТАНИЙ НА СТОЙКОСТЬ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ОТДЕЛЬНЫХ ЧАСТИЦ: БАЙЕСОВСКИЙ ПОДХОД
Ключевым аспектом безопасного функционирования вычислительных систем в условиях воздействия отдельных частиц (ионов, протонов и нейтронов) является обеспечение сбое- и отказоустойчивости их электронных компонентов. Статистически достоверное определение вероятности безотказной работы (ВБР) интегральных схем (ИС) по результатам испытаний на практике сталкивается с рядом принципиальных трудностей. В случае отсутствия наблюдаемых отказов в ходе эксперимента однозначная интерпретация результатов испытаний оказывается невозможна без использования априорной информации об изделии и характере проявления одиночных радиационных эффектов (ОРЭ). Обоснованное уменьшение норм испытаний при сохранении заданной достоверности оценки соответствия может быть достигнуто за счет использования априорной количественной информации о проявлении ОРЭ в изделиях рассматриваемого класса. В работе предложен метод определения норм испытаний, основанный на байесовской методологии. В рамках данного подхода параметры радиационной чувствительности изделий (по ОРЭ) рассматриваются как векторная случайная величина, а априорная плотность распределения этой величины строится на основании имеющихся эмпирических данных. Рассмотрены параметрические и непараметрические способы построения априорного распределения по эмпирической информации. Анализ показывает, что неопределенность расчета нормы практически полностью определяется априорной информацией и способом ее представления, а учет разброса характеристик образцов и погрешностиопределения флюенса частиц приводит к незначительному увеличению нормы испытаний. В рамках предложенного подхода проанализирована достоверность оценки соответствия изделия требованиям на основании априорной информации без проведения испытаний.