Пицунда-2010. д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010 д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2008 д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010. - презентация

1 Пицунда-2010

2 д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

3

4

5

6

7

8

9

10 д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2008 д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

11 д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2008 д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

12 д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2008 д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

13 д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2008 д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

14 д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2008 д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

15

16 д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2008 д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

17 Основные эффекты воздействия факторов ЯВ, КП и АЭС на ПП и РЭА Структурные радиационные эффекты (ЯВ, КП и АЭС) Изменение τ и n Дозовые эффекты в окислах и на границах разделов окисел-полупроводник (ЯВ, КП и АЭС) Изменение заряда в МОП структурах Переходные фототоки в p-n переходах (ЯВ) (10 -3 – 10 1 )А при Р 10 9 рад(Si)/сек. Регистрируют УБР и ВПР носителей/см 3 при 10 9 рад(Si)/сек. – гораздо выше плотности легирования ПП элементов. Тиристорный эффект (продолжение) д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

18 Основные эффекты воздействия факторов ЯВ, КП и АЭС на ПП и РЭА (продолжение) Эффекты одиночных событий при воздействии протонов и ТЗЧ космического пространства, атмосферных нейтронов и термоядерных нейтронов ЯВ (ЯВ, КП) потеря информации тиристорный эффект прожиг Первичные электромагнитные эффекты от ЯВ (ЯВ) наведенные в РЭА токи и потенциалы электрические пробои Вторичные электромагнитные эффекты от ЯВ и КП (ЯВ) ЭМИ ГС ВЭМИ электризация д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

19 Импульсный исследовательский ядерный реактор: БАРС - 4 Бассейновый реактор ИРВ - 1М (в стадии реконструкции) Импульсные ускорители электронов: ЛИУ - 10, РИУС - 5, УИН - 10 Резонансный ускоритель электронов «Электроника У - 003» ( продолжение далее) Комплекс установок и стендов, обеспечивающих основные задачи ФГУП НИИП: д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

20 (продолжение) Гамма - установки: ГУ - 200, «Гаммарид», «Агат», «Исследователь» Бета - установка «Сириус » (на основе стронций - иттриевых источников ) Установки климатико - механического комплекса Генераторы импульсов напряжения д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

21 БАРС - 4 Назначение Импульсный двухзонный ядерный реактор БАРС - 4 предназначен для моделирования воздействия гамма - нейтронного импульса ядерного взрыва при исследовании радиационной стойкости элементов РЭА и ЭРИ. д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

22 Импульсный двухзонный ядерный реактор БАРС - 4 Число делений за импульс в каждой зоне 1,5·10 17 дел. Флюенс нейтронов за импульс: - в центральном канале 5,7·10 14 н/см 2 ·с - на поверхности АЗ 1,4·10 14 н/см 2 ·с Экспозиционная доза гамма- излучения за импульс: - в центральном канале 100 кР - на поверхности АЗ 10 кР д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

23 ИРВ - М1 Назначение Исследовательский статический ядерный реактор бассейнового типа ИРВ - М1 предназначен для проведения исследований и испытаний объектов при воздействии ИИ ЯЭУ различного спектрального состава. д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

24 Статический ядерный реактор ИРВ - М1 Тепловая мощность - 4 МВт Экспериментальные устройства: - горизонтальные каналы объемом 1,5 м 3 - 2шт. (Плотность нейтронного потока н/см 2 ·с); - вертикальные каналы: диаметром 210 мм - 5 шт. (Плотность нейтронного потока - 0,8·10 13 н/см 2 ·с); диаметром 150 мм - 2шт. (Плотность нейтронного потока - 1,5·10 13 н/см 2 ·с). д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

25 ЛИУ - 10 Назначение Используется для моделирования воздействия мгновенного гамма - излучения ядерного взрыва на элементы РЭА и ЭРИ при предельных значениях мощности дозы. д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

26 Импульсный ускоритель электронов ЛИУ-10 Ток пучка электронов 60 кА Энергия электронов 10 МэВ Длит. импульса по основанию 20 нс Доза гамма - излучен. в импульсе 10 кР д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

27 РИУС - 5 Назначение Используется для моделирования воздействия мгновенного гамма - излучения ядерного взрыва на элементы РЭА и ЭРИ. д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

28 Импульсный ускоритель электронов РИУС - 5 Энергия электронов - 3 МэВ Длит. импульса по основанию - 40 нс Мощность дозы - 3,5 · р/с д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

29 УИН - 10 Назначение Используется для моделирования комплексного воздействия импульсного гамма-излучения и электромагнитного импульса ядерного взрыва при исследовании радиационной стойкости элементов РЭА и ЭРИ. д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

30 Импульсный ускоритель электронов УИН - 10 Энергия электронов 10 МэВ Ток пучка электронов 100 кА Длительность импульса 100 нс; 1…3 мкс д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

31 «ИИЭМП» Назначение Моделирующая установка «ИИЭМП» предназначена для проведения испытаний радиоэлектронной аппаратуры различного назначения в условиях воздействия электромагнитного импульса ядерного взрыва. д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

32 Установка импульсного воздействия ЭМИ - « ИИЭМП» Напряженность: электрического поля кВ/м магнитного поля А/м Длительность импульса - 20 нс Длительность фронта - < 3 нс Экспериментальный объём - не более 1000 л д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

33 «Электроника У - 003» Назначение Электронный ускоритель «Электроника У - 003» предназначен для проведения исследований и испытаний радиоэлектронной аппаратуры, ЭРИ и конструкционных материалов, работающих в условиях воздействия ионизирующих излучений космического пространства. д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

34 Линейный ускоритель электронов «Электроника У - 003» Диапазон энергии электронов (4 - 8) МэВ Максимальный ток пучка электронов 300 мкА Длительность импульса 5 нс - 4 мкс Частота следования импульсов Гц и однократно Площадь облучения 0,5 м х 0,5 м Плотность потока электронов ( ) 1/см 2 ·с д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

35 ГУ Назначение Гамма - установка ГУ используется для исследования радиационной стойкости РЭА, ЭРИ и конструкционных материалов при воздействии гамма - излучения. д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

36 Радиационная изотопная установка ГУ-200 Максимальная активность источника кГ-экв. Ra Источник излучения - Со- 60 Экспозиционная мощность дозы - (3 - 1,5·10 3 ) Р/с Объем облучательной камеры - 4х4х4 м д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

37 АГАТ- С (вторичный эталон) Назначение Установка АГАТ-С является источником направленного гамма- излучения и служит для поверки и градуировки детекторов гамма- излучения, а также прецизионных исследований радиационной стойкости элементов РЭА и ЭРИ. д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

38 Радиационная изотопная установка АГАТ- С Источник излучения - кобальт- 60 Мощность экспозиционной дозы - 0, мР/с ( погрешность 2%) д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

39 « Исследователь» (эталон 1-го разряда) Назначение Установка «Исследователь» является источником диффузного гамма-излучения и служит для поверки и градуировки детекторов гамма- излучения, а также прецизионных исследований радиационной стойкости элементов РЭА и ЭРИ. д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

40 Радиационная изотопная установка «Исследователь» Источник излучения - кобальт - 60 Мощность экспозиционной дозы - 12,6 Р/с (погрешность 3,5%) д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

41 Сириус Назначение Изотопная установка Сириус предназначена для моделирования воздействия электронного излучения космического пространства на радиоэлектронную аппаратуру и ЭРИ. д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

42 Радиационная изотопная установка «Сириус » Источник излучения - стронций - 90 Средняя энергия бета - частиц - (0,3 - 0,9) МэВ Плотность потока бета - частиц - (5· ·10 8 ) 1/см 2 ·с Площадь излучающей поверхности - 0,2м х 0,3м д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

43 Камера тепла и холода КТХ Назначение Предназначена для проведения климатических испытаний изделий электронной техники и радиоэлектронной аппаратуры. д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

44 Камера тепла, холода и влаги КТК Влажность - до 100% Объем камеры - 0,8 м 3 Температурный диапазон - от - 60 о С до + 85 о С д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

45 Вибрационный электродинамический стенд ВЭДС- 400А Назначение Предназначен для аттестации изделий электронной техники и радиоэлектронной аппаратуры на виброустойчивость после воздействия ионизирующих излучений. д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

46 Стенд вибрационный электродинамический ВЭДС - 400А Частота вибрации - ( ) Гц Ускорение - (1 - 40) g Вибрация - синусоидальная Вес изделия - до 80 кг д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

47 Стенд ударный электродинамический Назначение Предназначен для аттестации изделий электронной техники на ударные воздействия после облучения. д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

48 Стенд ударный электродинамический Ударное ускорение - ( ) g Длительность воздействия - 0,02 мс Вес изделия - до 1 кг д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

49 Факторы ЯВ и ЯЭУФакторы КП Барс - 4РИУС - 5, ЛИУ - 10, УИН - 10 ГУ - 200, АГАТ - С, ГАММАРИД - М Электроника, Сириус , Калифорний И - 2 (ИТЭФ), И (ИФВЭ) 7И 1 = И 3 = И 4 - по СЭС 7И 5 - для тип. формы им.2 7И 7 = С 1 = С 3 - по СЭС 7И 6 = (УИН - 10 по 7И 7 до 10 5 ) 7И 8 - 7И 10 по СЭС 7И 11 - тип. формам 1, (РИУС - 5) и 2 УИН И 7 = С 4 = К 1 = К 3 - по СЭС 7К 11, 7К 12 - по плотн. частиц и СЭС ТЗЧ 7К 4 = К 6 - по СЭС Обеспечение испытаний на всех моделирующих установках в рабочем диапазоне температуры окружающей среды ( о С) Обеспечение испытаний на воздействия повышенной и пониженной температуры и механических нагрузок после воздействия ИИ. Перечень спецфакторов «Кл - 7», обеспечиваемых моделирующими установками НИИП д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

50 Перечень спецфакторов «Кл -7», не обеспечиваемых моделирующими установками НИИП Факторы ЯВ и ЯЭУФакторы КП 7И 2 – может быть учтен введением КОЭ 7И 12 – оценка производится расчетным путем 7И 13 – оценка производится расчетно- экспериментальным путем с использованием данных по 7И 6 7К 2, 7К – завышены 7С 2 = 10 4 и 7С 5 = – 3,10 -3 – завышены Исследование электрической прочности облученных ЭРИ д.т.н. Улимов В.Н. Пицунда-2010

51 СТРУКТУРНЫЕ РАДИАЦИОННЫЕ ДЕФЕКТЫ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРАХ (ПП) И ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМАХ (ИС) Краткий курс Базовые механизмы формирования радиационных эффектов в ПП, ИС и РЭА В.Н. Улимов Пицунда -2010

52 Структурные радиационные дефекты в ПП и ИС ОБРАЗОВАНИЕ ПЕРВИЧНЫХ ДЕФЕКТОВ Нейтроны – упругое рассеяние Протоны Атомы Вакансии и Дейтоны резерфордовское отдачи смещенные в Альфа-частицы рассеяние междоузлия Электроны (пары Френкеля) Гамма-кванты ( 5 МэВ) Cо 60 (Е=1,25 МэВ) образует электроны со средней энергией ~ 0,59 МэВ Д.т.н. Улимов В.Н., Пицунда-2010

53 ОБРАЗОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ Дивакансии V2 0, V2 -, V2 +, V2 - - Ассоциация вакансий и кислорода (А-центр) и фосфора (Е-центр). Области разупорядочения (ОР или кластеры) Ангстрем Остаточные повреждения при временах t > 10 3 с не зависят от плотности потока частиц при воздействии При t = (10 -4 – 10 3 )с происходит быстрый отжиг с коэффициентом отжига АF, достигающим 2-3 раз и зависящим от температуры облучения, электрических нагрузок и энергии частиц. Дефекты создают в запрещенной зоне полупроводника акцепторные и донорные уровни. Для Si это в основном Ес – 0,17 эВ Еv + 0,27 эВ Отжиг всех дефектов при Т>600 К. Структурные радиационные дефекты в ПП и ИС Д.т.н. Улимов В.Н., Пицунда-2010

54 ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ОБЛУЧЕНИИ Концентрация свободных носителей заряда – уменьшается. Начальная скорость удаления носителей зависит от вида и энергии воздействующих частиц, температуры облучения, совершенства кристаллов. Подвижность носителей заряда – снижается. Зависит от температуры и вида воздействующих частиц. Удельное сопротивление – растет. Проводимость при облучении стремится к собственной. Время жизни неосновных носителей заряда - уменьшается. 1/ = 1/ о + К Ф К зависит от: скорости введения радиационных центров; сечений захвата центров; уровня Ферми; концентрации основных носителей заряда; температуры облучения. 50% изменений при облучении: - время жизни (10 12 – ) н/см 2 - удельное сопротивление ~ н/см 2 - подвижность – н/см 2 Структурные радиационные дефекты в ПП и ИС Д.т.н. Улимов В.Н., Пицунда-2010