1 ОАО «ЭНПО СПЭЛС» 2 НИЯУ «МИФИ» dvsav @ spels . ru

1. Оценка параметров чувствительности БИС к эффектам воздействия отдельных ядерных частиц с использованием лазерной и импульсной гамма- установок А.И. Чумаков1, А.Л. Васильев1, А.А. Печенкин1,Д.В. Савченков2, А.С. Тарараксин2, А.В. Яненко2 1 ОАО «ЭНПО СПЭЛС» 2 НИЯУ «МИФИ»dvsav@spels.ru

2. Содержание • Основные параметры чувствительности БИС по локальным радиационным эффектам; • Эквивалентное значение ЛПЭ лазерного воздействия; • Ионизационная реакция (ИР) в цепи питания БИС при облучении; • Режим фотодиода; • Облучение одного и нескольких pn-переходов; • Импульс ИР при лазерном и импульсном гамма- облучении; • Определение ЛПЭ из выражений для ИР для лазерного имитатора и гамма-установки; • Используемые установки; • Распределение коэффициента потерь по кристаллу;

3. Основные параметры чувствительности БИС по локальным радиационным эффектам Сечение насыщения Пороговое значение ЛПЭ

4. Эквивалентное значение ЛПЭ лазерного воздействия энергия образования одной электронно-дырочной пары энергия лазерного излучения коэффициент поглощения плотность полупроводника коэффициент отражения коэффициент потерь лазерного излучения на оптических неоднородностях энергия кванта лазерного излучения

5. Ионизационная реакция (ИР) в цепи питания БИС при облучении

6. Режим фотодиода

7. Облучение одного и нескольких pn-переходов Осциллограммы ионизационного тока для отдельного p–n перехода и для структуры с пятью p–n переходами, равномерно распределенными по кристаллу при воздействии импульса ионизирующего излучения длительностью 70 пс.

8. Импульс ИР при воздействии лазерного и импульсного гамма- излучения Импульс ионизационной реакции для лазерного излучения Импульс ионизационной реакции для импульсного гамма-излучения

9. Определение ЛПЭ из выражений для ИР для лазерного имитатора и гамма-установки суммарная доза за импульс ионизирующего излучения амплитуда напряжения на интеграторе при лазерном облучении значение энергии сфокусированного лазерного излучения энергия лазерного излучения при измерении амплитуды ионизационной реакции в цепи питания амплитуда напряжения на интеграторе при воздействии импульсного гамма-излучения площадь кристалла БИС, находящаяся под облучением

10. Используемые установки Δ Диафрагма – свинцовая пластинка с отверстием диаметром 1 мм Δ Источник импульсного гамма-излучения «АРСА»

11. Используемые установки Лазерный имитатор «ПИКО-4»

12. Осциллограммы импульсов ионизационной реакции в БИС ОЗУ 1892ВМ2Я при локальном облучении на лазерной и гамма- установках. 5.7 мкДж, лазер с длиной волны =1.064 мкм 1.2.109 рад/с, АРСА

13. Распределение коэффициента потерь по кристаллу Приемопередатчик 5559ИН26У Цифровой кристалл контроллера мультиплексного канала стандарта MIL-STD-1553A/BBU-61580G3-192

14. Распределение коэффициента потерь по кристаллу 16 битный микроконтроллер SAK-XC167CI-32F40FBB-A ПЛИС XC95144-15TQ100

15. Распределение коэффициента потерь по кристаллу энергонезависимое ОЗУ с микропрограммным управлением, выполненное по FRAM технологии FM33256 14-разрядный ЦАП DAC5675AMHFG-V

16. Распределение коэффициента потерь по кристаллу Однократно программируемое ПЗУ фирмы Xilinx, применяемое для конфигурирования ПЛИС ф. Xilinx XC1765EL-S08I

17. Заключение В работе обоснована методика оценки эквивалентных значений линейных потерь энергии по результатам облучения кристалла БИС локальным лазерным излучением и гамма-импульсом. Методика может быть распространена для проведения испытаний БИС на стойкость к воздействию ТЗЧ и основана на пересчете энергии лазерного излучения в эквивалентные значения ЛПЭ с использованием результатов измерений пороговой энергии для возникновения эффекта и характеристик ионизационной реакции в цепи питания БИС. В предлагаемой методике устранены погрешности, обусловленные заданием числовых параметров взаимодействия оптического излучения с полупроводниковыми структурами и неопределенностью характеристик полупроводниковых структур.

18. Спасибо за внимание!