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

Abstract

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.