Определение доминирующего механизма сбоев в оперативном запоминающем устройстве микроконтроллера 0.18 μm при импульсном воздействии протонов низких энергий
Марчук М.В.1,2, Ткачев О.В.2, Пилипенко А.С.2, Дубровских С.М.2, Кустов А.С.2, Шибаков Е.А.2, Сафронов К.В.2, Тищенко А.С.2, Флегентов В.А.2, Горохов С.А.2
1Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия
2Российский федеральный ядерный центр --- Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. акад. Е.И. Забабахина, Снежинск, Челябинская обл., Россия
Email: A.S.Pilipenko@vniitf.ru
Поступила в редакцию: 12 июля 2023 г.
В окончательной редакции: 13 ноября 2023 г.
Принята к печати: 6 декабря 2023 г.
Выставление онлайн: 27 января 2024 г.
Исследованы сбои во встроенном оперативном запоминающем устройстве микроконтроллера, облучаемого импульсами протонов низких энергий. Рассмотрены особенности проведения эксперимента по облучению исследуемого образца на лазер-плазменном источнике. Представлены оценка линейных потерь энергии от прямой ионизации протонами чувствительного объема и расчет мощности поглощенной дозы с учетом структуры и химического состава кристалла исследуемого микроконтроллера. Проведено сопоставление результатов с ранее полученными данными по облучению тормозным излучением и анализ карт сбоев. Показано, что сбои в оперативном запоминающем устройстве микроконтроллера обусловлены одиночными радиационными эффектами. Ключевые слова: протонное излучение, тормозное излучение, микроконтроллер, одиночные сбои, низкоэнергетические протоны, импульсное воздействие, лазерное ускорение.
- Радиационная стойкость изделий ЭКБ: Научное издание, под. ред. д-ра техн. наук, проф. А.И. Чумакова (НИЯУ МИФИ, 2015)
- E.L. Petersen, P. Shapiro, J.H. Adams, Jr. E.A. Burke. IEEE Trans. Nucl. Sci., NS-29 (6), 2055 (1982). DOI: 10.1109/tns.1982.4336495
- K.P. Rodbell, D.F. Heidel, H.H.K. Tang, M.S. Gordon, P. Oldiges, C.E. Murray. IEEE Trans. Nucl. Sci., 54 (6), 2474 (2007). DOI: 10.1109/tns.2007.909845
- D.F. Heidel, P.W. Marshall, K.A. LaBel, J.R. Schwank, K.P. Rodbell, M.C. Hakey, M.D. Berg, P.E. Dodd, M.R. Friendlich, A.D. Phan, C.M. Seidleck, M.R. Shaneyfelt, M.A. Xapsos. IEEE Trans. Nucl. Sci., 55 (6), 3394 (2008). DOI: 10.1109/tns.2008.2005499
- B.D. Sierawski, J.A. Pellish, R.A. Reed, R.D. Schrimpf, K.M. Warren, R.A. Weller, M.H. Mendenhall, J.D. Black, A.D. Tipton, M.A. Xapsos, R.C. Baumann, X. Deng, M.J. Campola, M.R. Friendlich, H.S. Kim, A.M. Phan, C.M. Seidleck. IEEE Trans. Nucl. Sci., 56 (6), 3085 (2009). DOI: 10.1109/tns.2009.2032545
- I.J. Kim, K.H. Pae, I.W. Choi, Ch.-L. Lee, H.T. Kim, H. Singhal, J.H. Sung, S.К. Lee, H.W. Lee, P.V. Nickles, T.M. Jeong, Ch.M. Kim, Ch.H. Nam. Phys. Plasmas, 23 (7), 070701 (2016). DOI: 10.1063/1.4958654
- A. Higginson, R.J. Gray, M. King, R.J. Dance, S.D.R. Williamson, N.M.H. Butler, R. Wilson, R. Capdessus, C. Armstrong, J.S. Green, S.J. Hawkes, P. Martin, W.Q. Wei, S.R. Mirfayzi, X.H. Yuan, S. Kar, M. Borghesi, R.J. Clarke, D. Neely, P. McKenna. Nature Сommun., 9 (1), 1 (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-03063-9
- M.A. Xapsos, L.W. Massenqill, W.J. Stapor, P. Shapiro, A.B. Campbell, S.E. Kerns, K.W. Fernald, A.R. Knudson. IEEE Trans. Nucl. Sci., 34 (6), 1419 (1987). DOI: 10.1109/tns.1987.4337491
- ГОСТ Р 59312-2021. РД 134-0191-2011. АППАРАТУРА РАДИОЭЛЕКТРОННАЯ БОРТОВАЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ. Методы испытаний аналоговых и аналого-цифровых интегральных микросхем на стойкость к воздействию одиночных высокоэнергетических протонов и тяжелых заряженных частиц космического пространства на ускорителях заряженных частиц. Электронный ресурс. Режим доступа: https://npalib.ru/2021/02/05/gost-r-59312-2021-id145135/p60/
- А.С. Пилипенко. Радиотехника и электроника, 67 (5), 514 (2022)
- A.S. Pilipenko, M.I. Tikhonov. Microelectronics Reliability, 149, (2023). DOI: 10.1016/j.microrel.2023.115201
- X. Cao, L. Xiao, L. Li, J. Li, T. Wang. IEEE Intern. Conf. IC Design and Technology ( ICICDT), 1--4 (2019). DOI: 10.1109/ICICDT.2019.8790935
- D. Lambert, F. Desnoyers, D. Thouvenot. IEEE Europe. Conf. Radiation and Its Effects on Components and Systems, 148--154(2009). DOI: 10.1109/radecs.2009.5994571
- J.F. Zeigler, J.P. Biersack. SRIM http://www.srim.org
- М.М. Арманов, А.С. Кустов, О.В. Ткачев, К.Д. Кокшарова. ВАНТ. Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру, (3), 17 (2021)
- В.В. Гаганов, А.В. Грунин, И.Ю. Дроздов, К.А. Игнатов, Ф.К. Киселев, Е.Н. Крылевский, Ю.Г. Кудрявцев, С.А. Лазарев, К.М. Музюкин, А.В. Силаев, Б.В. Цыганков, Я.Я. Петричкович, В.В. Гусев, Л.П. Мироненко. Современные проблемы ядерной и радиационной физики (2017), с. 57--63
- D.G. Mavis, D.R. Alexander, G.L. Dinger. IEEE Trans. Nucl. Sci., 36 (6), 2239 (1989)
- L.W. Massengill, S.E. Diehl-Nagle. IEEE Trans. Nucl. Sci., 31 (6), 1337 (1984)
- А.С. Пилипенко, А.С. Кустов, Л.С. Зубков. ВАНТ. Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру, (4), 14 (2022).
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.