Research of ADG4XX Series Integrated Microcircuits Radiation Hardness Regarding Total Ionizing Dose Ef-fects

Abstract

Современные требования к бортовой радиоэлектронной аппаратуре авиакосмического назначения в значительной степени актуализировали задачу оценки и прогнозирования уровней стойкости электронных компонентов и узлов к радиационным воздействиям. Особый интерес направлен на исследование воздействий полей ионизирующих излучений естественного и искусственного происхождений на интегральные КМОП-микросхемы (комплиментарные микросхемы на транзисторах металл – диэлектрик – полупроводник).Представлена последовательность подготовки и проведения радиационного эксперимента на аппарате «АГАТ-С» с закрытым радионуклидным источником гамма-излучения Со60, а также проанализированы результаты испытаний интегральных микросхем серии ADG4XX (компания Analog Devices) к воздействию ионизирующего излучения в части дозовых эффектов. Исследовано влияние гамма-излучения на функционирование и электрические параметры многоканальных аналоговых коммутаторов/мультиплексоров с учетом топологии кристаллов. В частности получены зависимости наиболее чувствительных параметров объектов исследования относительно фактического уровня накопленной дозы, а также проанализированы причины деградации контролируемых параметров: токов потреблений, токов утечек, пороговых логических напряжений и др.Кроме того, проведен разрушающий физический анализ образцов микросхем с целью установления наиболее чувствительных областей и локализации радиационных эффектов по топологии полупроводниковых кристаллов.Даны результаты расчетной оценки стойкости интегральных микросхем серии ADG4XX: по критериям параметрического отказа минимальный уровень стойкости к дозовым эффектам варьируется от 721 до 1057 рад, а по критериям функционального отказа – от 1088 до 7212 рад для различных микросхем. Полученные данные имеют прикладное значение в случае применения исследуемых изделий в радиационно-стойкой аппаратуре военного, космического и специального назначения.