Современная электроника №6/2022

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 59 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2022 ках следует экспоненциальной зави- симости вида: U D (T)/U D (Ф) = К 1 × exp(–Ea/(kT)), где U D (T) – прямое падение напряже- ния диода после отжига при темпера- туре Т, U D (Ф) – прямое падение напряжения диода после облучения, К 1 – константа кинетики, Еа – энергия активации отжига дефектов в диапазоне температур. С ростом температуры отжига энер- гия активации возрастает, что свиде- тельствует об отжиге более крупных дефектов. Однако ломаный ход кривой восста- новления свидетельствует о том, что в процессе отжига дефекты перестраи- ваются. Активационный характер зависимо- сти изменения параметров униполяр- ных и биполярных ИМС, выдержанных при повышенных температурах, обе- спечивающих ускорение выработки изделиями параметрического ресур- са, отмечен в [28]. В [29] подчёркивается, что тепловое старение ИЭТ не отражает всего мно- гообразия картиныфизической дегра- дации. Деградация изделий являет- ся постоянным процессом, который доминирует над другими процесса- ми, сопровождающими длительную эксплуатацию изделий. Особую роль играет процесс теплового старения в случаях эксплуатации ИЭТ на бор- ту КА, например, в атмосфере сухо- го азота или вакууме, когда процессы гидратации и коррозии практически исключены. В качестве критерия совместной количественной оценки надёжности и радиационной стойкости изделий при- нимается величина вероятности пара- метрических отказов из-за необрати- мости дрейфа исследуемого параметра критерия – годности изделия, найден- ная как результат теплового старения и при экспериментальной оценке их радиационной стойкости [29]. При этом используется известный прин- цип аддитивности расхода параметри- ческого ресурса ИЭТ, т.е. считается, что совместное и раздельное воздействие повышенных температур и ИИ в раз- ной их последовательности приводят к сокращению величины параметриче- ского ресурса, но значение оставшего- ся ресурса не зависит от предыстории воздействия температуры и ИИ. В [30] утверждается, что к дефектам и несовершенствам, внесённым в прибо- ры при их изготовлении, добавились радиационные дефекты, вследствие чего термодинамическая неустойчи- вость прибора возросла. Радиационные дефекты, взаимодействуя между собой и имеющимися в приборах несовер- шенствами, способствуют возникно- вению неблагоприятных ситуаций, приводящих к отказам. Однако такой подход при испытани- ях любых полупроводниковых прибо- ров, разумеется, является спорным. Подобная ситуация возможна, напри- мер, при эксплуатации приборов, изго- товленных на МОП-структурах после облучения дозой, при которой прибор является исправным. Так, в интеграль- ных микросхемах памяти большой ёмкости было обнаружено явление, названное «мягкой ошибкой», или сбоем, которое заключается в измене- нии элементов памяти без образова- ния устойчивых дефектов в структу- ре [31, 32]. Флюктуации в режимах применения именно таких структур могут вызвать перестройку дефектов и наступление отказов значительно раньше, чем это могло быть в приборах, не подвергав- шихся облучению. Однако применение ряда конструк- тивно-технологических решений, бла- годаря которым происходит быстрое уменьшение ионизационных токов, приводит к резкому снижению веро- ятности возникновения мягкой ошиб- ки [33]. С другой стороны, в [34] говорится о том, что при облучении полупроводни- ков возможно образование нестабиль- ных пар вакансия – междоузельный атом, которые могут либо аннигилиро- вать и участвовать в геттерировании, либо образовывать стабильные дефек- ты. Все эти процессы, которые конкури- руют между собой в деструкции пары Френкеля, имеют различные энергии активации. Преобладание одного из этих про- цессов при последующей эксплуатации приборов может приводить либо к ста- билизации структуры, либо к эффекту «скрытого старения». Обратимся к математической модели [35], предполагающей расчёт коэффи- циента стойкости к воздействию деста- билизирующих факторов: L i = ( q 0 – ( q 0 – q i ))/ q 0, где i – воздействующий дестабилизи- рующий фактор; L i – коэффициент стойкости к деста- билизирующему фактору; q i – критерий стойкости после воз- действия дестабилизирующего фак- тора; q 0 – критерий стойкости при отсут- ствии воздействия дестабилизирующе- го фактора. Таким образом, в многочисленных моделях прогнозирования стойкости к воздействию факторов космическо- го пространства нет единого подхода, они противоречивы и не дают одно- значных результатов. Принцип оценки стойкости по отдельному воздействию разных излучений на разные партии изделий не всегда позволяет учесть ряд весь- ма важных эффектов, свойственных их комплексному воздействию, таких как взаимное влияние факторов на их повреждающую способность, так назы- ваемые «отжиговые» эффекты. Решить эту проблему чисто эксперименталь- ным путем предложено в [36], где опи- сана испытательная установка, которая обеспечивает одновременное (ком- плексное) воздействие шести факто- ров: повышенной (пониженной) тем- пературы среды, давления, линейного ускорения, вибрации, ударов и агрес- сивных сред. Однако эта установка не введена в действие на уровне нормативных доку- ментов. Общность в закономерностях явле- ний, происходящих в полупроводни- ковых приборах при воздействии ряда внешних факторов, позволила в [37] сформулировать методологический подход для отбора имитационных нерадиационных методов, помогаю- щих осуществить оценку соответствия изделий требованиям по радиацион- ной стойкости. В литературе отмечается [38] анало- гия между критерием безотказности, определяющим надёжность работы изделия, и критерием радиационной стойкости. Оба эти понятия подразу- мевают отсутствие отказов при рабо- те аппаратуры. Поэтому для описания работы КА целесообразно анализиро- вать эти задачи в комплексе. При этом следует заметить, что ради- ационная стойкость и надёжность не только описываются в терминологии «отказ / безотказная работа», но и обу- словлены идентичными физико-хими- ческими процессами. Это даёт основание для распростра- нения на описание процессов, обуслов- ленных воздействием ионизирующих излучений, подробно и широко опи-