بررسی و محاسبة آسیب پرتویی ناشی از طیف پرتوهای خورشیدی بر ساختار کریستالی قطعات نیمه‌هادی

نویسندگان

چکیده

محیط فضایی به علت وجود گسترة وسیعی از تشعشعات فضایی نگرانی‌هایی را در کارکرد صحیح سیستم‌های الکترونیکی و تجهیزات مورد استفاده در فضا ایجاد کرده است. بنابراین با توجه به حساسیتی که این قطعات به تشعشعات دارند، برای تمام قطعات این سیستم‌ها یا در مرحلة ساخت یا در فاز طراحی، نکات و تکنیک‌های مقاوم‌سازی در برابر اثرات تابشی صورت می‌گیرد که نیازمند مطالعات دقیق در زمینة ساز و کار آسیب در این سیستم‌هاست. یکی از تکنیک‌های مقاوم‌سازی ایجاد حفاظ روی قطعات الکترونیکی و بررسی اثرات تابشی روی آن با استفاده از نرم‌افزارهایی است که قادر به شبیه‌سازی آسیب است. در این مقاله با استفاده از نرم‌افزار TRIMمقادیر آسیب جابه‌جایی، تهی جا، برخورد‌های جایگزین و یونیزاسیون به‌وجود آمده در قطعات الکترونیکی گالیوم آرسنید و سیلیکونی و همچنین همراه با لایه‌ای از فلزات به عنوان حفاظ محاسبه و بررسی شده‌اند. نتایج خروجی نشان می‌دهد که هر چه حفاظ‌ها ضخامت بیشتر داشته باشند و متشکل از تعداد عناصر بیشتر با عدد اتمی بالا باشند، مقاومت آنها در برابر پرتو‌های تابشی بیشتر می‌شود و آسیب‌های به‌وجود آمده در قطعات الکترونیکی کمتر خواهد بود. همچنین آسیب‌های حاصل از پرتوهای فرودی یون‌های هلیم بسیار بیشتر از یون‌های هیدروژن است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Studying and Calculating the Radiation Damage Caused by the Solar Radiation Spectrum in the Crystal Structure of Semiconductor Components

نویسندگان [English]

  • ابوالفضل اسماعیلیان
  • سید امیرحسین فقهی
  • حمید جعفری
  • علی پهلوان
چکیده [English]

Space radiation environment has concerned about proper performance of electronic systems and equipment used in the space due to a variety of space radiations. The radiation hardening techniques are required to all parts of the system in such environment. Therefore careful studies should be done on the mechanism of radiation damage in these systems. Shielding is one of radiation hardening technique. The radiation effects on electronic components can be done using radiation simulating softwares. In this work, displacement damage, vacancies and ionization values in silicon and gallium arsenide with layers of metal as a shield have been calculated using TRIM software. The results showed that the more thickness and more elements with high atomic number of shield made more resistance to radiation. Thus, damage in electronic devices would be less. Also, the damages resulted from the incident beam of helium ions is much higher than that of hydrogen ions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Radiation damage
  • Displacement of atoms
  • TRIM
  • Ionization
  • Semiconductor component