Радиационная стойкость материалов

Июль 31, 2022

Главная
Химия
Радиационная стойкость материалов

Содержание

2. Общие сведения Радиационная стойкость – способность материалов сохранять исходный химический состав, структуру и свойства в процессе
3. Источники ионизирующего излучения 2/20
4. Единицы измерения 3/20
5. Действие ионизирующего излучения Схемы радиационных нарушений: а - ионизация атома; б - кристаллическая решетка до облучения;
6. Испытания на радиационную стойкость Ядерные реакторы Устройство циклотрона: 1 — место поступления частиц, 2 — траектория
7. Компании, проводящие испытания на радиационную стойкость 6/20 АО «РНИИ «Электронстандарт» (г. Санкт – Петербург) ФГУП НИИР
8. Испытания изделий полупроводниковой электроники на радиационную стойкость 7/20
9. 8/20
10. Воздействие на конструкционные материалы Минимальные уровни облучения, вызывающие заметные (20—30%) изменения свойств неорганических материалов. Минимальные уровни
11. Воздействие на полупроводники Вакансии, образованные прошедшим пучком частиц Схематичное отображение воздействия радиации на кремний, легированный фосфором
12. Воздействие радиации на интегральные схемы 11/20 Механизм “защелкивания”
13. Рис. 2. Пример воздействия иона на n-канальный транзистор 12/20 Рис. 3. Возникновение сбоя переключения Рис. 1.
14. Повышение радиационной стойкости 13/20
15. Способ, получивший наибольшее распространение, — технология «кремний на диэлектрике». Кремний на изоляторе Рис. 5. Паразитные емкости
16. Ионное внедрение Рис. 6. Схема ионного внедрения SIMOX (англ. Separation by IMplantation of OXygen) 15/20
17. Сращивание пластин Рис.7. Общая технологическая схема сращивания пластин: а - исходные пластины; б - сращивание приборной
18. Управляемый скол Технология управляемого скола, или Smart Cut, объединяет в себе черты технологий ионного внедрения и
19. Эпитаксия Рис. 9. Этапы технологии UltraCMOS выращивания структур КНС. а) Эпитаксия кремния на сапфире; переходной слой
20. Заключение В связи с активным развитием ядерной промышленности, космонавтики, степени сложности и количества летательных аппаратов, проблема
22. Скачать презентацию

Слайд 2

Общие сведения
Радиационная стойкость – способность материалов сохранять исходный химический состав, структуру

и свойства в процессе или после воздействия ионизирующих излучений.

Ядро атома испускает гамма-квант.

1/20

Слайд 3

Источники ионизирующего излучения
2/20

Слайд 4

Единицы измерения
3/20

Слайд 5

Действие ионизирующего излучения
Схемы радиационных нарушений: а - ионизация атома;
б -

кристаллическая решетка до облучения; в - образование радиационного дефекта в кристалле; 1 - нормальное положение атома; 2 - атом смещен в междоузлие; 3 - образовавшаяся вакансия; 4 - бомбардирующая частица

4/20

Слайд 6

Испытания на радиационную стойкость
Ядерные реакторы
Устройство циклотрона: 1 — место поступления частиц, 2 —

траектория их движения, 3 — электроды, 4 — источник переменного напряжения. Магнитное поле направлено перпендикулярно плоскости рисунка

Схематическое устройство гетерогенного реактора на тепловых нейтронах: 1 — Управляющий стержень; 2 — Радиационная защита; 3 — Теплоизоляция; 4 — Замедлитель; 5 — Ядерное топливо; 6 — Теплоноситель.

5/20

Слайд 7

Компании, проводящие испытания на радиационную стойкость
6/20
АО «РНИИ «Электронстандарт» (г. Санкт –

Петербург)

ФГУП НИИР (г. Лыткарино)

ПИЯФ РАН (г. Гатчина)

ОИЯИ (г. Дубна)

ФГУП ВНИИА (г. Москва)

(г. Санкт – Петербург)

АО «ЭНПО СПЭЛС» (г. Москва)

Слайд 8

Испытания изделий полупроводниковой электроники на радиационную стойкость
7/20

Слайд 9

8/20

Слайд 10

Воздействие на конструкционные материалы
Минимальные уровни облучения, вызывающие заметные (20—30%) изменения свойств

неорганических материалов.

Минимальные уровни облучения, вызывающие заметные изменения свойств органических материалов

Наиболее значимыми типами радиационных повреждений является:
разрушение кристаллической решетки вследствие выбивания атомов из узлов;
ионизация диэлектриков;
изменение химического состава веществ вследствие ядерных реакций.

9/20

Слайд 11

Воздействие на полупроводники
Вакансии, образованные прошедшим пучком частиц
Схематичное отображение воздействия радиации на

кремний, легированный фосфором

10/20

Образование лавины электронов

Слайд 12

Воздействие радиации на интегральные схемы
11/20
Механизм “защелкивания”

Слайд 13

Рис. 2. Пример воздействия иона на n-канальный транзистор
12/20
Рис. 3. Возникновение сбоя

переключения

Рис. 1. Влияние ионизирующего излучения на КМОП-транзистор n-типа

Слайд 14

Повышение радиационной стойкости
13/20

Слайд 15

Способ, получивший наибольшее распространение, — технология «кремний на диэлектрике».
Кремний

на изоляторе

Рис. 5. Паразитные емкости в технологиях монолитного кремния и КНИ

Рис. 4. КМОП-технология кремний на диэлектрике

14/20

Слайд 16

Ионное внедрение
Рис. 6. Схема ионного внедрения
SIMOX (англ. Separation by IMplantation of

OXygen)

15/20

Слайд 17

Сращивание пластин
Рис.7. Общая технологическая схема сращивания пластин:
а - исходные пластины;

б - сращивание приборной и опорной пластин; в - удаление излишней части приборной пластины; г - готовая продукция;
А – приборная пластина (полированная окисленная пластина из монокристаллического кремния или кремниевая структура); Б – опорная пластина (монокристаллическая или аморфная пластина из полупроводника (кремния), стекла, керамики, металла, либо аморфная структура); 1 – приборный слой; 2 – слой оксида кремния.

а)

б)

в)

г)

16/20

Слайд 18

Управляемый скол
Технология управляемого скола, или Smart Cut, объединяет в себе черты

технологий ионного внедрения и сращивание пластин.

Рис.8. Технологическая схема smart-cut: А – приборная пластина (полированная окисленная пластина кремния); B – опорная пластина (полированная пластина кремния).

17/20

Слайд 19

Эпитаксия
Рис. 9. Этапы технологии UltraCMOS выращивания структур КНС.
а) Эпитаксия кремния на

сапфире; переходной слой содержит дефекты двойникования. б) Облучение ионами кремния и аморфизация дефектного слоя.
в) Твердофазная эпитаксия аморфного слоя и последующее окисление поверхности.

Ионы кремния

а)

б)

в)

18/20

Слайд 20

Заключение
В связи с активным развитием ядерной промышленности, космонавтики, степени сложности и

количества летательных аппаратов, проблема радиационной стойкости электронных компонентов не может остаться без внимания. Несмотря на то, что современные методы защиты электроники от ионизирующего излучения на данном этапе позволяют эффективно справляться с этой проблемой, экономическая составляющая реализации этих методов во многом сдерживает развитие космической программы.
Возможно, массовый переход на другие типы носителей памяти и оптоэлектронику в будущем поможет избежать негативных последствий воздействия радиации на электронно-компонентную базу летательных аппаратов и ядерных реакторов.

19/20

Радиационная стойкость материалов

Содержание

Общие сведенияРадиационная стойкость – способность материалов сохранять исходный химический состав, структуру

Источники ионизирующего излучения2/20

Единицы измерения3/20

Действие ионизирующего излученияСхемы радиационных нарушений: а - ионизация атома; б -

Испытания на радиационную стойкостьЯдерные реакторыУстройство циклотрона: 1 — место поступления частиц, 2 —

Компании, проводящие испытания на радиационную стойкость6/20АО «РНИИ «Электронстандарт» (г. Санкт –

Испытания изделий полупроводниковой электроники на радиационную стойкость7/20

8/20

Воздействие на конструкционные материалыМинимальные уровни облучения, вызывающие заметные (20—30%) изменения свойств

Воздействие на полупроводникиВакансии, образованные прошедшим пучком частицСхематичное отображение воздействия радиации на

Воздействие радиации на интегральные схемы11/20Механизм “защелкивания”

Рис. 2. Пример воздействия иона на n-канальный транзистор12/20Рис. 3. Возникновение сбоя

Повышение радиационной стойкости13/20

Способ, получивший наибольшее распространение, — технология «кремний на диэлектрике». Кремний

Ионное внедрениеРис. 6. Схема ионного внедренияSIMOX (англ. Separation by IMplantation of

Сращивание пластинРис.7. Общая технологическая схема сращивания пластин: а - исходные пластины;

Управляемый сколТехнология управляемого скола, или Smart Cut, объединяет в себе черты

ЭпитаксияРис. 9. Этапы технологии UltraCMOS выращивания структур КНС.а) Эпитаксия кремния на

ЗаключениеВ связи с активным развитием ядерной промышленности, космонавтики, степени сложности и

Похожие презентации