Prediction of the Number of Single Faults in Integrated Circuits Using Emulation of the Cosmic LET Spectrum at Heavy Ion Accelerators

 
Useinov R.G. (), Zebrev G.I. (National Research Nuclear University "MEPHI")
 
Abstract - The possibilities of experimental determination of the Integrated Circuits resistance to the effects from space ions through multiple irradiations of them at the accelerator with high-energy ions (> 30-40 GeV) through absorbers of various thicknesses and with a large residual range in the IC substrate is analyzed. The proposed technique is as follows. 1. For the IC under test, the orbit type, typical values of pro-tection are specified, and the LET spectrum affecting this IC is determined. 2. To simulate the real spectrum of the LET in outer space, the types of input ions are chosen, and the energy, material, thickness of the moderator and partial fluxes of ions with a suitable fluence are optimally calculated. 3. The end result of a test at a facility with such a spectrum is the number of failures in a given orbit. The most important advantage of using high-energy ions with high penetrating power for experiments is that it corre-sponds more adequately to the real energy spectrum of HCP in space. In addition, in this case there is no need to further calculate the hour of the failure, those the technique in ques-tion is not tied to any model concepts regarding fault mecha-nisms, charge collection mechanisms in sensitive IC volumes, and so on. The technique avoids the problem of opening the case, which is impossible for some modern ICs such as FPGA, SiP or SoC.

Keywords - heavy charged particles (HCP); linear energy losses (LET); energy and LET spectra; straggling

Прогнозирование количества одиночных сбоев в интегральных схемах с помощью эмуляции космического ЛПЭ спектра на ускорителях тяжелых ионов

 
Усеинов Р.Г. (ФГУП "НИИ приборов", г. Москва), Зебрев Г.И. (Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ", г. Москва)
 
Аннотация - Анализируются возможности экспериментального определения стойкости ИС к эффектам от ионов космического пространства путем многократного облучения их на ускорителе ионами высоких энергий (> 30-40 ГэВ) через поглотители различной толщины и с большим остаточным пробегом в подложке ИС. Обосновывается точка зрения, что подобная методика с одной стороны более полно имитирует условия космического пространства, а с другой – позволяет проводить испытания в более экономичном режиме – из-за отсутствия необходимости удаления корпуса ИС и использования только одного типа иона

Ключевые слова - тяжелые заряженные частицы (ТЗЧ); линейные потери энергии (ЛПЭ); энергетические и ЛПЭ спектры; страгглинг