Bestrahlung elektronischer Speicherschaltungen

Ich untersuche die Strahlungshärte elektronischer Speicherschaltungen (EEPROM). Folgende Messung wurde durchgeführt:

Strahlaufbau: Die Bestrahlung erfolgte senkrecht zum DUT (device under test). Der Abstand zwischen dem DUT und einer 60Co-Quelle betrug 16 cm, was zu einer Dosisleistung von 100 Gy/h führte. Die durchschnittliche Photonenenergie von 60Co beträgt 1,25 MeV. Die seitlichen Abmessungen des Balkens betragen ca. 4 x 4 cm². Die Einzelbestrahlungsdosis betrug 20 (krad(Si)). Der Kreislauf durchlief eine Gesamtdosis von 200 Gy.

Nun bekam ich eine Anfrage, ob die Schaltung eine Röntgenaufnahme mit folgender Angabe überstehen würde: 100 keV, 40 uA für eine Zeitspanne von 1-2 Minuten

Wer könnte mir bei einer detaillierten Berechnung helfen?

Hier gibt es verschiedene Probleme. Erstens sind die Einheiten der Röntgengeräte eine Art Maschinenbetriebseinheiten, keine Flusseinheiten oder irgendetwas Nützliches. Zweitens müssen Sie entscheiden, ob Sie der Meinung sind, dass die 100-keV-Photonenphysik für Ihre Zwecke nahe genug an der 1,2-1,3-MeV-Photonenphysik liegt (es ist sehr verlockend zu erraten, dass dies der Fall ist, aber was steht auf dem Spiel, wenn Sie es sind? falsch?).
Üblicherweise ist die relevante physikalische Größe die Schädigung des Materials, die mit Verschiebungen pro Atom verbunden ist. Dies erfordert normalerweise Experimente, die die Werte der Verschiebungen pro Atom (dpa) mit der Leistung des Speichers verknüpfen, dh wie viele dpa beeinflussen die Leistung in welchem ​​​​Prozentsatz? Von dort aus können Sie den Monte-Carlo-Code für den Strahlungstransport in Materialien (wie Fluka oder MCNP) verwenden, um dpa für andere Bestrahlungsbedingungen als die in Ihren Fragen zu simulieren und zu erhalten. Ich kann einige einfache Simulationen bereitstellen, aber dies würde nur dpa ergeben, und Leistungskurven wären Ihnen überlassen

Antworten (1)

Der Schaden, der durch ionisierende Strahlung an EEPROMs angerichtet wird, die im Wesentlichen Metalloxid-Halbleiterbauelemente (MOSFETs) sind, ist hauptsächlich auf die Ladungen (Elektronen, Löcher) zurückzuführen, die durch die ionisierende Strahlung erzeugt werden, die auf Fallen im Volumen eingefangen werden Schnittstelle des Isolators und auf dem Floating Gate der Geräte. Diese eingefangenen/erzeugten Ladungen verändern die elektrischen Eigenschaften der Geräte und führen schließlich zu einem Geräteausfall. Darüber hinaus können diese Ladungen auch zur Erzeugung neuer Fallen in den Vorrichtungen führen, was die Effekte verstärkt und zu erhöhten Leckströmen durch die Isolatoren führen kann. Die Gammastrahlung von 1,2 MeV ist mehr als zehnmal energiereicher als die 100-keV-Röntgenstrahlung. Dies bedeutet jedoch nicht unbedingt, dass im Gerät mehr Strahlungsschaden angerichtet wird. Man könnte versuchen, die Ionisationsraten für die beteiligten Materialien bei den verschiedenen Photonenenergien nachzuschlagen und zu vergleichen. Bei der Fragestellung fehlen wesentliche Informationen, insbesondere lässt sich die vom Röntgengerät erreichte Strahlendosis nicht aus dem Strom ableiten. Um vernünftige Abschätzungen über die Strahlung machen zu können, wären zumindest Angaben zur Energiedosis (Gy/h) nötig Auswirkungen auf die Geräte bei den unterschiedlichen Photonenenergien.

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