Анализ физики отказов для оценки показателей надежности радиоэлектронных…
9
Для более полного анализа влияния ионизирующих излучений на
компоненты ИС целесообразно наряду с серийными схемами исполь-
зовать ИС с тестовой металлизацией.
У каждой группы ИС с тестовой металлизацией изменялись элек-
трические и шумовые параметры как схем в целом, так и их компонен-
тов. Все партии схем были выполнены по единому базовому технологи-
ческому процессу. В ходе эксперимента было установлено, что
деградация коэффициента усиления транзисторов логических схем при
воздействии гамма-излучения начинается при дозе 10
6
рад, однако из-
менение электрических параметров схем в целом при этом не наблюда-
ется. Изменение электрических параметров ИС начинается при дозах
порядка 10
8
рад, когда коэффициенты усиления транзисторов падают
до 50...70 % от первоначального значения. При дозе 10
9
рад ИС выходят
из строя, причем наиболее критичным элементом логических ИС при
радиационных воздействиях является выходной транзистор.
Наблюдались также отказы ИС после воздействия гамма-излучения
при дозе 10
8
рад. У всех отказавших схем было отмечено аномальное
значение избыточных шумов. Все испытуемые ИС подвергали облуче-
нию как в пассивном режиме, так и в режиме электрической нагрузки.
Анализ доотказовой деградации арсенидогаллиевых полупровод-
никовых приборов.
Необходимо отметить, что для приборов, действие
которых основано на эффекте Ганна (ПЭГ), характерен один вид отказа,
выраженный в виде канала проплавления между электродами [17]. По-
этому автомодельность происходящих процессов старения ПЭГ, рабо-
тающих в различных режимах, следует устанавливать с помощью ана-
лиза изменения параметров изделия [3]
.
В соответствии с изложенным в
работах [4, 6, 17] исследование изменения низкополевого сопротивле-
ния ПЭГ, в технологии изготовления которых исключено быстрое ста-
рение омических контактов, позволяет выявить дислокационный меха-
низм деградации ПЭГ. В этих работах проведена оценка эффективной
энергии активации процесса старения и получено значение Δ
E
~ 2,7 эВ.
Попытка точнее определить эту величину оказалась неудачной [11]
ввиду недостаточного объема и статистической неоднородности резуль-
татов испытаний. Исследовано большое количество ПЭГ c трехслойны-
ми эпитаксиальными
n n
n
- структурами, электродным материа-
лом и термокомпрессионными выводами: со стороны анода вваривали
молибденовую прокладку, со стороны катода — золотую проволоку. Во
время кратковременных и длительных испытаний выявили дополни-
тельные особенности процесса деградации, а также установили, что су-
ществует возможность получения ускоренной оценки надежности ПЭГ.
Кратковременные испытания со ступенчато-возрастающей нагрузкой,
проведенные по методике Рейнольдса [5],
показали, что предельной
тепловой нагрузкой ПЭГ является температура активной области
