Современная электроника №6/2024

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 29 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 6 / 2024 математическомаппарате теориинадёж - ности . Для этогонеобходимопроанализи - ровать информацию о перестройке вну - треннейструктурыматериаловприборов и параметров приборов при радиацион - ных воздействияхипридлительномхра - нении или температурном воздействии . Вмногочисленныхисточникахинфор - мации от 60- х годов и до настоящего вре - мени описаны воздействие того или иного дестабилизирующего фактора на параметры приборов и , в лучшем слу - чае , результаты отжига при повышен - ных температурах . Однако совместное воздействие дестабилизирующих фак - торов фактически не проанализировано в источниках информации . В [10] представлена кривая восстанов - ленияпрямогопадениянапряженияпри изохронном отжиге диодной структуры , подвергшейся облучению . Кривая восста - новленияпаденияпрямогонапряжения в полулогарифмическоммасштабе состоит из прямолинейных участков с различным наклоном , то есть кинетика восстановле - нияпаденияпрямогонапряженияна этих участках следует экспоненциальной зави - симости вида : U D ( T )/ U D ( Ф ) = К 1 × exp(– Ea /( kT )), где U D (T) – прямое падение напряжения диода после отжига при температуре Т , U D ( Ф ) – прямоепадениенапряжениядио - да после облучения , К 1 – константа кинетики , Еа – энергия активацииотжига дефектов в диапазоне температур . Сростомтемпературыотжига энергия активациивозрастает , что свидетельствует об отжиге более крупных дефектов . Лома - ный ход кривой восстановления свиде - тельствует о том , что в процессе отжига дефектыперестраиваются . В ряде работ , таких как [11–16], описа - но и проанализировано восстановление параметров облучённых ионизирующи - ми излучениями приборов после терми - ческого отжига в течение различныхпро - межутков времени . Такие результаты свидетельствуют о том , чтоиспытания комплексного воздей - ствия дестабилизирующихфакторов кос - мическогопространстване дадут правиль - ных результатов , еслиоднуитужепартию приборов сначала подвергнуть радиаци - онному воздействию , а потом теплово - му , имитирующему длительную эксплу - атациюприбора . С другой стороны , в [17] утверждает - ся , что к дефектам и несовершенствам , внесённым в приборыпри их изготовле - нии , добавляются радиационные дефек - ты , вследствие чего термодинамическая неустойчивость структурыприборов воз - растает . Радиационные дефекты , взаимо - действуя между собой и имеющимися в приборах несовершенствами , способ - ствуют возникновению неблагоприят - ных ситуаций , приводящих к отказампри дальнейшей длительной эксплуатации . Наиболее общая точка зрения изложе - на в [18]. Какизвестно , более упорядочен - ная структура является более стабильной , а следовательно , обладает и более высо - кой радиационной стойкостью и надёж - ностью . Подробно упорядочение структурыкри - сталловионизирующимизлучениемопи - сано в 2009 г . в книге Мамонтова А . П . с соавторами [18]. Этими исследователя - миразработана теория о том , что опреде - ляющее влияние на ход радиационных процессов оказывает исходная неравно - весность структурыкристалловиплёнок . А при облучении преобладают два про - цесса : стимулирование реакцийв кристал - ле , « замороженных » при выращивании ( стремление кристалла к равновесию ), и накопление радиационных дефектов ( переход кристалла в более неравновес - ное состояние ). Вусловиях облученияпри комнатных температурах относительно большимидозамивысокоэнергетических частиц (10 14 …10 15 см –2 ) изменения свойств кристаллов определяютсяналичиемради - ационных дефектов . Для яркого прояв - ленияпроцессов , связанных с установле - нием более равновесного состояния ( по отношению к исходному , до облучения ), необходимо снизить концентрацию вво - димых облучениемрадиационных дефек - тов . Этоможно сделать в томчисле умень - шением энергии и доз облучения . То есть процессы накопления , отжига дефектовносятнелинейныйхарактер . Вза - имодействие процессов стабилизации и старения структур , вызванных отжигом и накоплением дефектов , зависит от нескольких факторов , таких как началь - ное состояние структуры , уровнирадиаци - онных воздействий , последовательность радиационных и термических воздей - ствий , конструкция полупроводниково - го прибора и пр . Например , весьмаинтересныйинестан - дартныйэффект описанв [19]. Установле - но , чтопредварительное гамма - облучение может привестикповышениюстойкости мощных n- МОП транзисторов к воздей - ствиюэлектростатическогоразряда ( ЭСР ). Наиболее вероятной причиной этого эффекта в [19] считаетсядеградация коэф - фициента усиления « паразитного » бипо - лярного транзистора в структуре n- МОПв результате гамма - облучения , после кото - рого для включения биполярного транзи - стора требуется большеенапряжениеЭСР . Обычно , чтобы решить на практике задачупрогнозирования стойкостиаппа - ратурыКАк комплексному воздействию дестабилизирующих факторов космиче - ского пространства , применяется значи - тельный запас по временифункциониро - вания изделий . Чтобыобсудить вопрос радиационных испытаний , необходимо обратить внима - ние на ещё один вопрос . Для имитации воздействия протонов и электронов кос - мического пространства на аппаратуру наиболее доступными являются ускори - тельпротонов с энергией 20 МэВиускори - тель электронов с энергией 1 МэВ . Однако эти установки не задействованы на регу - лярной основе в испытаниях электрон - ных компонентов , а сами этииспытания не носят массового характера , организа - ции – держателиэтих установок обычноне обеспечивают их метрологическую атте - стациюнаправопроведениярадиацион - ныхиспытаний . Это вызывает проблемы с воспроизводимостьюрезультатовиспы - таний и их достоверностью [20]. При определении уровня радиацион - ной стойкости , согласно ОСТ 134-1034- 2012, для аппаратурынеобратимыеизме - нения её параметров при воздействии электронов и протонов могут моделиро - ваться последовательным облучением аппаратуры гамма - нейтронным излуче - нием . Как упоминалось вначале статьи , необ - ходимо учитывать , что в реальных услови - ях на аппаратуру КА действуют не толь - коионизирующиеизлученияразличных энергийитипов частицв течение различ - ных сроков функционирования на орби - те КА , а также и то , что воздействующие ионизирующиеизлученияимеют различ - ную интенсивность . А при моделирова - нии ионизирующих излучений косми - ческого пространства в земных условиях весь спектркосмическихизлучений заме - няется излучениями с плотностью пото - ка 10 6 …10 9  част /( см 2 × с ) [3]. Эти различия необходимо учитыватьприоценке радиа - ционной стойкости аппаратурыКА . Например , в [21] установлено , что для операционного усилителямалоймощно - стис частотнойкомпенсациейивысоким коэффициентом усиления наблюдается ярко выраженный эффект увеличения деградации со снижением интенсивно - сти излучения , который заключается в радикально большей динамике изме - нения параметров от уровня дозы гам - ма - излучения в случае проведения облучения при низкой интенсивности