Объемные ионизационные эффекты в ПП и ИС (ИЭТ) при воздействии импульсного ИИ

Сентябрь 15, 2022

Главная
Физика
Объемные ионизационные эффекты в ПП и ИС (ИЭТ) при воздействии импульсного ИИ

Содержание

2. 09/15/2023 Содержание: 1. Переходные ионизационные реакции (ИР) изделий на воздействия импульса ИИ 2. Зависимость ИР от
3. Первичные эффекты при воздействии ИИ Переходные ионизационные эффекты в ИС обусловлены кратковременной ионизацией объемов элементов импульсными
4. Первичные эффекты при воздействии ИИ Мгновенная (1) и запаздывающая (2) составляющие фототока p-n перехода при воздействии
5. Паразитные эффекты в ПП и ИС при воздействии ИИ В классе биполярных ИС наиболее заметное влияние
6. 09/15/2023 Типовые формы Рγ и Dγ(t)
7. 09/15/2023 Типовые формы Рγ и Dγ(t)
8. 09/15/2023 Типовые формы Рγ и Dγ(t)
9. 09/15/2023 Требования практики (определения Кτ, Кт («К7»)) Рγ кр = Кτ·(1 - δ)·Рγ кр (МУ) ·
10. 09/15/2023 Minority Carrier Buildup and Decay During and After a Square Pulse of Ionizing Radiation
11. 09/15/2023
12. 09/15/2023 Модель структуры идеального диода
13. 09/15/2023 Модель Вирта-Роджерса Ip (t) = q ∙ Sj ∙ G ∙ Рγ max ∙ [
14. 09/15/2023
15. 09/15/2023 Модель структуры идеального биполярного транзистора
16. 09/15/2023 Модель J.R.Florian et al. /1 Принципиальное отличие модели от модели Вирта-Рождерса: - ограничение объема собирания
17. 09/15/2023 Модель J.R.Florian et al. /2 Стационарный случай: Ip = q · G· Pmax·Sj · [
18. 09/15/2023 Модель J.R.Florian et al. /3 Нестационарный случай: Ip(t) = q·G·Pmax·Sj · [ Lp·th(W/Lp) - 8W·B(t,W)],
19. 09/15/2023 Модель МИФИ I max(ст.) = q * G * Pmax * [ Sj * (Wj
20. 09/15/2023 Форма отклика коллекторного перехода БТ на импульс гамма-излучения
21. 09/15/2023 Зависимость Ipp в коллекторе БТ от мощности дозы излучения
22. 09/15/2023 Зависимость УБР биполярных транзисторов от длительности импульса излучения
23. 09/15/2023 Зависимость УБР биполярных транзисторов от длительности импульса излучения
24. 09/15/2023 Методы расчета Кτ: экспериментальный (аналоговая реакция)
25. 09/15/2023 Методы расчета Кτ: экспериментальный (пороговая реакция)
26. 09/15/2023 УБР цифровых ИС (триггеры)
27. 09/15/2023 Асимптотическая модель
28. 09/15/2023 Зависимость УБР от Тимп цифровых биполярных ИС
29. 09/15/2023 Зависимость УБР МОП ИС от Тимп
30. 09/15/2023 Зависимость УБР от Тимп (16К RAM, LINAC)
31. 09/15/2023 УБР БИС в зависимости от Ти (схема временной зависимости эффектов)
33. Скачать презентацию

Слайд 2

09/15/2023
Содержание:
1. Переходные ионизационные реакции (ИР) изделий на воздействия импульса ИИ

2. Зависимость ИР от электрофизических параметров материала и конструктивных особенностей активной области изделия)
3. Влияние на ИР спектрально-энергетических (СЭХ) и амплитудно-временных (АВХ) характеристик импульса ионизирующего излучения
4. Проблемы учета этого влияния при радиационных испытаниях (требования стандартов и реальная ситуация).
5. Учет влияния длительности и формы импульса ИИ на ИР изделий (отечественный и зарубежный подходы к проблеме)

Слайд 3

Первичные эффекты при воздействии ИИ
Переходные ионизационные эффекты в ИС обусловлены

кратковременной ионизацией объемов элементов импульсными ИИ и проявляются в форме ионизационной реакции.
По причине возникновения переходные ионизационные эффекты разделяют на первичные – обусловленные непосредственно энергией излучения и паразитные (вторичные) – обязанные своим происхождением инициированному излучением перераспределению энергии внутренних и сторонних источников.

↑ Формирование фототоков в биполярном транзисторе

Слайд 4

Первичные эффекты при воздействии ИИ
Мгновенная (1) и запаздывающая (2) составляющие

фототока p-n перехода при воздействии колоколообразного импульса ИИ ↓

↑ Пример типичного первичного ионизационного эффекта – ионизационного тока коллекторного перехода биполярного транзистора

Слайд 5

Паразитные эффекты в ПП и ИС при воздействии ИИ
В классе

биполярных ИС наиболее заметное влияние на параметры ионизационной реакции оказывает эффект формирования вторичных ионизационных токов. Он связан с усилением первичного ионизационного коллекторного перехода, втекающего в область базы. При работе в ключевом режиме имеет место отпирание перехода база-эмиттер при условии, когда падение напряжения на базовом сопротивлении от первичного ионизационного тока превышает напряжение отпирания транзистора. Именно этот эффект определяет уровень бессбойной работы цифровых биполярных ИС. Эффект вторичного ионизационного тока проявляет себя даже при нулевом сопротивлении в базовой цепи за счет падения напряжении на внутреннем сопротивлении базовой области транзистора. Но имеет это место при более высоких мощностях поглощенной дозы ИИ.

Слайд 6

09/15/2023
Типовые формы Рγ и Dγ(t)

Слайд 7

09/15/2023
Типовые формы Рγ и Dγ(t)

Слайд 8

09/15/2023
Типовые формы Рγ и Dγ(t)

Слайд 9

09/15/2023
Требования практики (определения Кτ, Кт («К7»))
Рγ кр = Кτ·(1 - δ)·Рγ

кр (МУ) · Эγ (МУ)/Эγ (ТУ)
(УБР, УТЭ)
Рγ max ни= Кт-1·(1 - δ) -1· Рγ max тр· Эγ (ТУ)/Эγ (МУ) (ВПР, КО)

Слайд 10

09/15/2023
Minority Carrier Buildup and Decay During and After a Square Pulse of

Ionizing Radiation

Слайд 11

09/15/2023

Слайд 12

09/15/2023
Модель структуры идеального диода

Слайд 13

09/15/2023
Модель Вирта-Роджерса
Ip (t) = q ∙ Sj ∙ G ∙ Рγ

max ∙ [ Wj + Lp∙erf (t/ τp)1/2
+ Ln∙erf (t/ τn)1/2], (1)
erf(x) - интеграл функции ошибок
Предельные значения:
Imax(ст.) = q ∙ Sj ∙ G ∙ Pmax ∙ [ Wj + Lp + Ln ]. (2)
Imax = q * Sj * G * Pmax * (π/2)1/2 * (D∙Tи)1/2 (3)
Tи << τn, τp ( D – в определяющей области собирания НЗ
Imax= q * Sj * G * Pmax * (D∙τ)1/2 (4)
Tи >> τn, τp

Слайд 14

09/15/2023

Слайд 15

09/15/2023
Модель структуры идеального биполярного транзистора

Слайд 16

09/15/2023
Модель J.R.Florian et al. /1
Принципиальное отличие модели от модели Вирта-Рождерса:
-

ограничение объема собирания НЗ :
- по глубине перехода - низкоомной подложкой n+ - Si,
- в боковом направлении для интегральных приборов - изоляцией кармана (ячейки), в котором сформированы переходы.
Решая одномерное уравнение непрерывности для области нейтрального высокоомного коллектора стандартной эпитаксиально-планарной n-p-n-n+ - структуры (для p-n-p-p+ - аналогично) с граничным условием на левой границе р(x=0) = 0 и равенством диффузионных потоков дырок на правой границе с низкоомной подложкой, авторы получили вклад этой области в Ip:

Слайд 17

09/15/2023
Модель J.R.Florian et al. /2
Стационарный случай:
Ip = q · G· Pmax·Sj

· [ Lp·th(W/Lp) +
Ls/ch(W/Lp) ] (1)
W = Wэп - Xj - Wj, Lp2 = Dp · τp ,
Ls - диффузионная длина дырок в подложке n+.

Слайд 18

09/15/2023
Модель J.R.Florian et al. /3
Нестационарный случай:
Ip(t) = q·G·Pmax·Sj · [

Lp·th(W/Lp) - 8W·B(t,W)], (2)
EXP [ (-(2n+1)2 · π 2 - 4W2 /(Dp · τp )) · Dp · t / (4W2 ) ]
B(t,W) = --------------------------------------------------------------------
4W2 /Lp2 + (2n+1) · π 2

Слайд 19

09/15/2023
Модель МИФИ
I max(ст.) = q * G * Pmax *
[

Sj * (Wj + Wn*An + Wp*Ap) + τn *Р*Ln2/4]

Wp, Wn - толщины областей собирания НЗ;
Ap = Ln/Wp * th(Wp/Ln) - коэффициент собирания электронов в р-области ( аналогично An для дырок в n-области);
Р - периметр перехода с внешней преобладающей по вкладу в Imax n-областью.

Слайд 20