Облучение схем электронной памяти

Я исследую радиационную стойкость схем электронной памяти (EEPROM). Было выполнено следующее измерение:

Расположение луча: облучение происходило перпендикулярно тестируемому устройству (испытуемому устройству). Расстояние между ИУ и источником 60Co составляло 16 см, что приводило к мощности дозы 100 Гр/ч. Средняя энергия фотонов 60Co составляет 1,25 МэВ. Боковые размеры балки составляют примерно 4 х 4 см². Разовая доза облучения составила 20 (крад(Si)). По контуру прошла суммарная доза 200 Гр.

Теперь я получил запрос, выдержит ли схема рентгеновское излучение со следующей спецификацией: 100 кэВ, 40 мкА в течение 1-2 минут.

Кто может помочь с подробным расчетом?

Здесь несколько разных проблем. Во-первых, единицы рентгеновского излучения — это своего рода единицы работы машины, а не единицы потока или что-то полезное. Во-вторых, вы должны решить, считаете ли вы, что физика фотонов с энергией 100 кэВ достаточно близка к физике фотонов с энергией 1,2–1,3 МэВ для ваших целей (очень заманчиво предположить, что это так, но что поставлено на карту, если вы неправильный?).
Обычно релевантной физической величиной является повреждение материала, которое связано со смещением на атом. Обычно для этого требуются эксперименты, связывающие значения смещения на атом (dpa) с производительностью памяти, т.е. сколько dpa влияет на производительность и в каком процентном соотношении? Оттуда вы можете использовать код Монте-Карло для переноса излучения в материалах (например, Fluka или MCNP), чтобы смоделировать и получить dpa для различных условий облучения, таких как те, которые вы указали в своих вопросах. Я могу предоставить несколько простых симуляций, но это даст только dpa, а кривые производительности будут на ваше усмотрение.

Ответы (1)

Повреждения, наносимые ионизирующим излучением EEPROM, которые, по сути, являются устройствами металл-оксид-полупроводник (MOSFET), в основном связаны с зарядами (электронами, дырками), создаваемыми ионизирующим излучением, которые захватываются ловушками в объеме, на интерфейса изолятора и на плавающих затворах устройств. Эти захваченные/произведенные заряды изменяют электрические характеристики устройств и в конечном итоге приводят к отказу устройства. Кроме того, эти заряды также могут привести к образованию новых ловушек в устройствах, что усиливает эффекты и может привести к увеличению токов утечки через изоляторы. Гамма-излучение с энергией 1,2 МэВ более чем в 10 раз более энергично, чем рентгеновское излучение с энергией 100 кэВ. Это, однако, не обязательно означает, что устройство наносит больше радиационного ущерба. Можно попытаться найти и сравнить скорости ионизации для вовлеченных материалов при различных энергиях фотонов. В вопросе отсутствует важная информация, в частности, доза облучения, полученная с помощью рентгеновского аппарата, не может быть получена из тока. По крайней мере, данные о поглощенной дозе (Гр / ч) потребуются, чтобы сделать какие-либо разумные предположения о радиации. воздействия на устройства при различных энергиях фотонов.