Современная электроника №6/2022

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 57 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2022 ионизирующих излучений указанны- ми способами вполне возможно. При этом необходимо провести комплекс испытаний, подтверждающих достиг- нутый результат. Поэтому полупровод- никовые приборы с гарантирован- ным уровнем радиационной стойко- сти являются весьма дорогостоящими. Кроме того, в настоящее время под- робно исследован вопрос влияния малых доз ионизирующих излучений на стабилизацию полупроводниковых структур и, как следствие, повышение их стойкости и надёжности. Например, в [10] описана методика режимов радиационных технологиче- ских процессов (РПТ) для повышения стойкости и срока службы в космиче- ских условиях. Исследование [11] посвящено влиянию малых доз излученияна различныемате- риалы. Помимо упорядочения структуры кристаллов приоблучениималымидоза- ми γ -квантов, электронами, приводящего к увеличениювременижизнииподвиж- ностиносителей заряда в кремнии, арсе- ниде галлия, антимониде индия, деталь- но проанализирован процесс влияния этих излучений на дефектные структу- ры. Предложена модель своеобразной цепнойреакцииперестройкидефектов. Если вопросы технологического изготовления радиационно-стойких изделий были разработаны и внедрены в своё время в производство, то приме- нение малых доз облучения на произ- водственной стадии пока не получило широкого использования. В [12] сделана очень интересная имно- гообещающая попытка на основе обоб- щения результатов экспериментальных и теоретических исследований воздей- ствия различных видов концентриро- ванных потоков энергии (электронной, лазерной, ионной, плазменной, ультра- звуковой) на процессы, происходящие в твёрдом теле, разработать техноло- гические процессы улучшения харак- теристик изделий. В работе обоснова- но, что перечисленные воздействия малых уровней приводят к упорядоче- ниюструктуры твёрдых тел, что обуслов- ливает улучшение эксплуатационных свойств изделий на их основе. Помимо технологического процесса повышения радиационной стойкости приборов к воздействиюионизирующих излучений, на практике применяется аппаратныйметод повышения радиаци- онной стойкости. Этот метод позволя- ет дезавуировать последствия влияния ионизирующихизлученийна аппарату- ру. Например, в [13] представлен способ повышения надёжности, защитыот сбо- ев иотказов электронного блока косми- ческого аппарата, функционирующего в полях ионизирующих излучений. Суть его заключается в том, что производят сборинформациио состоянии каналов трёхканального резервированного бло- ка, определяют максимально возможный ток, которыйможет потреблять каждый канал, а также допустимое количество повторных включений электронного блока, при котором он сохраняет рабо- тоспособность, задают пороговое значе- ние тока одного канала, измеряют токи потребления каждымканалом, отключа- ют канал, ток потребления которого пре- вышает пороговое значение тока. Методы испытаний стойкости электронной аппаратуры к ионизирующим воздействиям В настоящее время достаточно пол- но разработаны методы оценки стой- кости ЭРИ и РЭА к воздействию иони- зирующих излучений космического пространства, которые заключаются в проведении ускоренных испытаний на моделирующих установках протонно- го и электронного излучений при высо- ких интенсивностях. Правомерность такого подхода под- тверждена в [6]. В этой работе исследо- вано облучение электронами 11 МэВ кремниевых окислов Si/SiO 2 в течение 30 с, 45 с, 60 с и 120 с и установлено, что количество радиационных дефек- тов возрастает с увеличением време- ни облучения, т.е. с увеличением дозы облучения. Однако в процессе функционирова- ния космической аппаратуры приборы не только эксплуатируются постоянно или периодически в течение опреде- лённого времени, но и могут находить- ся в условиях воздействия повышенных или пониженных температур, глубоко- го вакуума и т.д. Кроме того, в любой момент функ- ционирования космические аппараты могут подвергнуться воздействиюпора- жающих факторов ядерного взрыва. Рис. 5. Зависимость неэффективности переноса заряда для ПЗС с поверхностным каналом (а) и встроенным каналом (б) от интегрального потока нейтронов с энергией 1 МэВ Неэффективность переноса заряда 10 –1 14 12 10 8 6 4 2 0 –2 Без непустого нуля Непустой нуль 10 –2 Исходное значение (а) Изменение неэффективности переноса, х10 –4 ( с непустым нулём) Доза γ -излучения, рад Исходное значение (б) а 10 –3 10 –4 10 4 10 5 10 6 10 7 10 –5 б 10 11 10 12 10 13 Поток нейтронов, нейтрон/см 2 а б 2 1