Эффект усиления дозы происходит на границе материалов с разными атомными номерами, когда они облучаются высоко энергетичными фотонами (рентгеновскими или у-лучами). Характер взаимодействия между фотонами и атомами в бомбардируемом материале зависит от энергии фотона и атомного номера мишени. Во всех случаях в результате такого взаимодействия рождаются энергетичные свободные электроны, которые затем теряют энергию, вызывая возникновение вторичных электронов различных энергий. Пробеги электронов с максимальной энергией определяют расстояния по обе стороны от границы, на которых электроны теряют энергию и достигают равновесия. На расстояниях от границы, превышающих максимальный пробег электрона, существует электронное равновесие, и усиления дозы не происходит. В переходной зоне вблизи границы должен существовать градиент дозы, обусловленный различием в условиях возникновения и переноса электронов в двух материалах. Поэтому в данный объем будет входить больше электронов, чем выходить из него. Максимальное усиление дозы происходит на границе Au-Si при энергии падающих частиц около 100 кэВ. Выше 200 кэВ существует различие в усилении дозы в зависимости от того, на какой материал фотоны попадают сначала. Эффект усиления дозы - важное явление, которое необходимо учитывать при описании ионизирующего облучения и оценках его влияния на электронные приборы и схемы.
Применяются три типа резисторов: тонкопленочные резисторы, дискретные резисторные элементы и диффузионные резисторы. Тонкопленочные резисторы выполнены из металла и поэтому обладают достаточной радиационной стойкостью, хотя создают нежелательные дополнительные трудности при производстве схем. Радиационные эффекты в дискретных резисторах малы по сравнению с такими же эффектами в полупроводниковых приборах и конденсаторах. Необратимые изменения в сопротивлении таких элементах происходят при относительно больших потоках частиц из-за появления дефектов смещения. Сопротивление диффузионных кремниевых резисторов должно увеличиваться при высоких флюенсах за счет удаления носителей и уменьшения подвижности.
При воздействии на полупроводниковый прибор жесткой радиации в его объеме выделяется энергия в результате атомных столкновений и ионизационных взаимодействий. Относительная роль этих двух механизмов зависит как от типа радиации, так и от структуры прибора. В условиях облучения электронами и у - лучами подавляющая часть потерь энергии обусловлена ионизационными процессами, т.е. возбуждением электронных оболочек и образованием пар носителей. С другой стороны, при облучении быстрыми нейтронами значительная доля выделенной энергии (приблизительно до 50%) тратится в упругих столкновениях, непосредственно приводящих к созданию радиационных нарушений из-за смещения атомов из узлов решетки. Степень изменения характеристик прибора при воздействии определенного типа жесткой радиации зависит от того, к каким эффектам эти характеристики более чувствительны - к ионизации или появлению дефектов решетки, связанных со смещениями атомов. Характеристики приборов, работа которых определяется процессами в объеме полупроводника, обычно ухудшаются из-за структурных радиационных нарушений, поскольку они могут привести к существенному снижению времени жизни неосновных носителей заряда, а также к ухудшению концентрации и подвижности основных носителей. Концентрация носителей уменьшается из-за появления компенсирующих центров, подвижность снижается в результате создания дополнительных рассеивающих центров и время жизни уменьшается, поскольку радиационные дефекты действуют как центры рекомбинации. Тип жесткой радиации играет важную роль, так как он определяет природу "первичных" нарушений, создаваемых облучением. Например, в случае бомбардировки электронами или у - квантами структура первичного дефекта достаточно проста и представляет собой совокупность одиночного междоузельного атома решетки и вакантного узла (вакансии). С другой стороны, быстрые нейтроны, по-видимому, приводят к образованию нарушенных областей (или "кластеров"), каждая из которых содержит несколько сотен смещенных атомов. Поскольку первичные радиационные нарушения термически неустойчивы в области температур, при которых обычно работают полупроводниковые приборы, необходимо также учитывать процессы перестройки дефектов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.