Воздействие ионизирующих излучений космического пространства на электронику

В курсе приводятся свойства и параметры ионизирующих излучений космического пространства. Излагаются основы физики взаимодействия ионизирующих излучений с веществом и доминирующие радиационные эффекты, возникающие при этом в полупроводниковых приборах и интегральных схемах.

Списки рекомендуемой литературы приведены в конспектах к модулям курса.

Тема 1. Источники ионизирующих излучений космического пространства.

Естественные радиационные пояса земли (ЕРПЗ), солнечные (СКЛ)  и галактические космические лучи (ГКЛ), излучение бортовых энергетических установок. Типовые параметры и характеристики.

Тема 2. Физические механизмы взаимодействия излучения с веществом.

Взаимодействие гамма-квантов с материалами полупроводниковой электроники. Взаимодействие нейтронов с материалами полупроводниковой электроники. Взаимодействие протонов с материалами полупроводниковой электроники. Взаимодействие электронов с материалами полупроводниковой электроники. Взаимодействие ионов с материалами полупроводниковой электроники. Ионизационная и структурная доза (керма).

Тема 3. Дозовые ионизационные эффекты в полупроводниковых приборах и интегральных микросхемах.

Физика формирования дозовых ионизационных эффектов в биполярных полупроводниковых приборах (ПП), изменения характеристик биполярных ПП. Физика формирования дозовых ионизационных эффектов в ПП на основе МДП структур, изменения характеристик ПП на основе МДП структур. Типовая деградация интегральных микросхем (ИС), типовые уровни стойкости технологических базисов и функциональных групп, эффекты низкой интенсивности

Тема 4. Эффекты структурных повреждений в полупроводниковых приборах и интегральных микросхемах.

Физика формирования эффектов, изменения свойств полупроводников (ПП). Типовая деградация ИС. Типовые уровни стойкости технологических базисов и функциональных групп.

Тема 5. Одиночные эффекты при воздействии отдельных ядерных частиц в полупроводниковых приборах и интегральных микросхемах.

Физика формирования эффектов; параметры чувствительности. Виды ОРЭ. Типовые проявления ОРЭ в ИМС различных функциональных групп.  Типовые уровни стойкости технологических базисов.

В результате обучения по курсу слушатель будет 

Знать:

• Виды и источники ионизирующих излучений космического пространства их состав и основные характеристики.
• Виды ионизирующих излучений и характеристики, используемые для их описания.
  Знать основные физические механизмы, приводящие к образованию эффектов поглощенной дозы в изделиях электроники.
• Основные физические механизмы, приводящие к образованию эффектов структурных повреждений в изделиях электроники.
• Основные физические механизмы, приводящие к образованию одиночных радиационных эффектов в изделиях электроники.

Уметь:

• Описать формирование основных источников ионизирующих излучений космического пространства.
• Описать основные физические законы  взаимодействия частиц ионизирующих излучений с веществом, описать формирование первичных радиационных эффектов при воздействии ионизирующих излучений разных видов
• Описать формирование первичных и вторичных радиационных эффектов поглощенной дозы в изделиях электроники.
• Описать формирование первичных и вторичных радиационных эффектов структурных повреждений в изделиях электроники.
• Описать формирование первичных и вторичных одиночных радиационных эффектов в изделиях электроники.

Владеть:

• Способностью определять основные источники радиационных воздействий в зависимости от типа орбиты
• Способностью определять доминирующие механизмы и радиационные эффекты при воздействии ионизирующих излучений заданного вида и спектрально-энергетических характеристик
• Способностью качественно оценить прогнозируемые изменения параметров изделий электроники различных технологических базисов и функциональных групп при проявлении радиационных эффектов поглощенной дозы.
• Способностью качественно оценить прогнозируемые изменения параметров изделий электроники различных технологических базисов и функциональных групп при проявлении радиационных эффектов структурных повреждений
• Способностью качественно оценить прогнозируемые изменения параметров изделий электроники различных технологических базисов и функциональных групп при проявлении одиночных радиационных эффектов.

Знание видов и источников ионизирующих излучений космического пространства их состав и основные характеристики.

Знание видов ионизирующих излучений и характеристик, используемые для их описания.
Знание основных физических механизмов, приводящие к образованию эффектов поглощенной дозы в изделиях электроники.

Знание основных физических механизмов, приводящие к образованию эффектов структурных повреждений в изделиях электроники.

Знание основных физических механизмов, приводящие к образованию одиночных радиационных эффектов в изделиях электроники.

Умение описать формирование основных источников ионизирующих излучений космического пространства.

Умение описать основные физические законы  взаимодействия частиц ионизирующих излучений с веществом, описать формирование первичных радиационных эффектов при воздействии ионизирующих излучений разных видов

Умение описать формирование первичных и вторичных радиационных эффектов поглощенной дозы в изделиях электроники.

Умение описать формирование первичных и вторичных радиационных эффектов структурных повреждений в изделиях электроники.

Умение описать формирование первичных и вторичных одиночных радиационных эффектов в изделиях электроники.

Владение способностью определять основные источники радиационных воздействий в зависимости от типа орбиты

Владение способностью определять доминирующие механизмы и радиационные эффекты при воздействии ионизирующих излучений заданного вида и спектрально-энергетических характеристик

Владение способностью качественно оценить прогнозируемые изменения параметров изделий электроники различных технологических базисов и функциональных групп при проявлении радиационных эффектов поглощенной дозы.

Владение  способностью качественно оценить прогнозируемые изменения параметров изделий электроники различных технологических базисов и функциональных групп при проявлении радиационных эффектов структурных повреждений

Владение способностью качественно оценить прогнозируемые изменения параметров изделий электроники различных технологических базисов и функциональных групп при проявлении одиночных радиационных эффектов.