ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»
КАФЕДРА ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ И ФИЗИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
Москва 2012 |
|
Вопросы и тесты для внутрисеместрового контроля Радиационная стойкость фотоприемных устройств |
1 Вопросы для внутрисеместрового контроля
1. Что такое сечение взаимодействия ионизирующих частиц?
2. Что такое поглощенная доза ионизирующего излучения?
3. Что такое флюенс частиц?
4. Перечислите первичные радиационные эффекты в полупроводниках при воздействии проникающей радиации.
5. Что такое пороговая энергия образования смещений?
6. Как определить энергию атома отдачи при упругих взаимодействиях высокоэнергетических частиц и атомов кристалла-мишени?
7. Как рассчитывается полное число смещений в единице объема кристалла-мишени?
8. Как рассчитывается пороговая энергия ионизации движущегося атома?
9. Каковы основные особенности образования смещений в полупроводниках при облучении быстрыми нейтронами?
10. Каковы основные особенности образования смещений в полупроводниках при облучении высокоэнергетическими протонами?
11. Каковы основные особенности образования смещений в полупроводниках при облучении релятивистскими электронами?
12. Каковы особенности образования смещений при облучении полупроводников гамма-квантами?
13. Как зависят линейные потери энергии ионов в полупроводниках от энергии?
14. Каковы механизмы взаимодействия фотонов с облучаемым материалом в зависимости от их энергии?
15. В чем заключается эффект дозового усиления?
16. Какая ядерная реакция на тепловых нейтронов определяет полезный эффект при трансмутационном легировании кремния?
17. Как меняется положение уровня Ферми в кремнии и в других широкозонных полупроводниках при радиационном облучении?
18. Как меняется положение уровня Ферми в германии при радиационном облучении?
19. Каковы основные особенности отжига радиационных дефектов в полупроводниках?
20. Как меняется время жизни неосновных носителей заряда в полупроводниках при радиационном облучении?
21. Как меняется удельное сопротивление кремния при радиационном облучении?
22. Каковы основные особенности отжига радиационных изменений параметров ПП и ИС?
23. Каковы особенности деградации светоизлучающих диодов при радиационном облучении?
24. Каковы особенности деградации лазерных диодов при радиационном облучении?
25. Каковы особенности деградации приборов с зарядовой связью при радиацционном облучении?
26. Каковы особенности деградации фотодиодов на основе p-n-перехода при радиационном облучении?
27. Каковы особенности деградации фотодиодов на основе p-i-n-структур при радиационном облучении?
28. Как влияет эффект удаления носителей заряда на радиационную деградацию фотодиодов на основе p-n-перехода?
29. Каковы особенности деградации фототранзисторов при радиационном облучении?
30. Каковы особенности деградации оптронов при радиационном облучении?
31. Каковы особенности деградации солнечных батарей при радиационном облучении?
32. Каков механизм накопления положительного заряда в подзатворном диэлектрике при радиационном облучении?
33. Как зависит выход заряда от напряженности электрического поля в оксиде?
34. Как влияют на перенос дырок в оксиде температура, электрическое поле и толщина оксида?
35. Как влияет температура на накопление поверхностных состояний?
36. Что такое латентное накопление поверхностных состояний?
37. Как влияет интенсивность облучения на накопление поверхностных состояний?
38. Каковы возможные механизмы накопления поверхностных состояний при радиационном облучении?
39. Что такое граничные ловушки?
40. За счет чего меняется пороговое напряжение МОП-транзисторов при радиационном облучении?
41. Как меняется подвижность носителей заряда в канале МОП-транзистора при радиационном облучении?
42. Как влияет радиация на шумовые характеристики МОП-транзисторов?
43. Какие изменения наблюдаются в прямой ветви ВАХ диодов при радиационном облучении?
44. Какие изменения наблюдаются в обратной ветви ВАХ диодов при радиационном облучении?
45. Как радиационное облучение влияет на динамические характеристики диодов?
46. Как меняется коэффициент усиления биполярных транзисторов в схеме с общим эмиттером при радиационном облучении?
47. Как меняются составляющие базового тока биполярных транзисторов при радиационном облучении?
48. В чем состоят особенности влияния низкоинтенсивного ионизирующего излучения на биполярные транзисторы и микросхемы?
49. Как выбирается энергия частиц при испытаниях с использованием ускорителей электронов и протонов?
50. Как рассчитать нормы испытаний при испытаниях с использованием ускорителей электронов и протонов?
51. Как рассчитать нормы испытаний при испытаниях ПП и ИС с использованием установок гамма - и нейтронного излучения?
52. Какие существуют методы ускоренных испытаний на стойкость к воздействию поглощенной дозы низкоинтенсивного ионизирующего излучения, рекомендуемые зарубежными нормативными документами?
53. Какие существуют методы ускоренных испытаний на стойкость к воздействию поглощенной дозы низкоинтенсивного ионизирующего излучения, рекомендуемые отечественными нормативными документами?
54. Как проводится расчетная оценка стойкости ИС и ПП к воздействию поглощенной дозы с учетом фактора низкой интенсивности?
55. В чем состоят методы ускоренных испытаний биполярных полупроводниковых приборов и микросхем на стойкость к воздействию низкоинтенсивного ионизирующего излучения?
56. В чем заключается метод аналитической оценки стойкости биполярных приборов и микросхем к воздействию низкоинтенсивного ионизирующего излучения?
2 Тесты для внутрисеместрового контроля
1. Какое из приведенных ниже выражений определяет флюенс частиц?
£ 
;
R 
;
£ 
;
£
;
£ 
.
2. Что является единицей измерения линейных потерь энергии?
R 1 МэВ×см2/мг;
£ 1 МэВ;
£ 1 Дж/кг;
£ 1 Гр;
£ 1 см–2с–1МэВ–1.
3. Чему равна поглощенная доза, если флюенс частиц равен 107 см–2, а линейные потери энергии составляют 1 МэВ×см2/мг, и они остаются приблизительно постоянными по мере прохождения через облучаемый образец?
£ 120 рад;
£ 160 Гр;
£ 1000 рад;
R 160 рад;
£ 120 Гр.
4. Чему приблизительно равна пороговая энергия образования смещений для кремния?
R 12,9 эВ;
£ 14,5 эВ;
£ 8,8 эВ;
£ 10,2 эВ;
£ 7,3 эВ.
5. Для какого вида проникающей радиации наиболее характерно образование областей разупорядочения в облучаемых полупроводниках?
£ релятивистские электроны;
£ высокоэнергетические протоны;
£ гамма-кванты;
R быстрые нейтроны;
£ рентгеновские кванты.
6. Какой процесс доминирует при воздействии гамма-квантов 60Co (1,25 МэВ) на полупроводники?
£ фотоэффект;
R эффект Комптона;
£ эффект образования электронно-позитронных пар.
7. Как ведет себя величина, обратная времени жизни неосновных носителей заряда, при радиационном облучении?
£ не меняется;
£ уменьшается пропорционально интегральному потоку облучения;
£ возрастает пропорционально квадрату интегрального потока облучения;
R увеличивается пропорционально интегральному потоку облучения;
£ уменьшается пропорционально квадрату интегрального потока облучения.
8. Что является эффектом, определяющим изменение удельного сопротивления кремния при облучении?
R изменение концентрации носителей заряда;
£ изменение времени жизни неосновных носителей заряда;
£ изменение подвижности носителей заряда;
£ изменение диффузионной длины неосновных носителей заряда;
£ генерация излучением неравновесных электронно-дырочных пар.
9. Какой технологический вариант светоизлучающих диодов обладает наибольшей чувствительностью к радиационному облучению?
R амфотерно легированный светодиод;
£ диффузионный светодиод;
£ светодиод на основе гетеропереходов.
10. Как меняется порог генерации лазерного излучения лазерного диода при радиационном облучении?
R увеличивается;
£ уменьшается;
£ не меняется.
11. Какой эффект определяет снижение фоточувствительности фотодиодов на основе p-n-перехода?
R снижение времени жизни неосновных носителей заряда;
£ накопление заряда в пассивирующем диэлектрике;
£ уменьшение концентрации основных носителей заряда в полупроводнике.
12. Какие эффекты определяют деградацию кремниевых фототранзисторов?
R снижение времени жизни неосновных носителей заряда;
Rуменьшение коэффициента усиления транзистора;
£ уменьшение концентрации основных носителей заряда в полупроводнике;
£ уменьшение подвижности носителей заряда.
13. Как изменяется коэффициент передачи по току при радиационном облучении оптронов?
R увеличивается;
£ уменьшается;
£ не меняется.
14. Какой из эффектов является доминирующим в деградации оптронов при радиационном облучении?
R деградация светодиода;
£ деградация фотоприемника;
£ деградация пассивных конструкционных элементов.
15. Какая из составляющих прямого падения напряжения на диоде отвечает за возможное снижение данного параметра при облучении?
£ падение напряжения на приконтактных областях;
R падение напряжения на p-n-переходе;
£ падение напряжения на базе диода;
£ падение напряжения на p-n-переходе и на базе диода;
£ все составляющие.
16. Как изменяется коэффициент усиления по току биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером при радиационном облучении?
£ не меняется;
£ увеличивается;
£ меняется непредсказуемо;
R уменьшается;
£ уменьшается при малых потоках, а затем увеличивается.
17. Какие физические процессы приводят к радиационно-индуцированному накоплению заряда в подзатворном диэлектрике?
£ смещение атомов из узлов решетки;
R ионизация диэлектрика и захват дырок на ловушки;
£ ионизация диэлектрика и захват электронов на ловушки;
£ диффузия ионов водорода из кремниевой подложки;
£ ядерные превращения при взаимодействии излучения с диоксидом кремния.
18. Как зависит скорость встраивания поверхностных состояний от интенсивности облучения?
£ увеличивается с ростом интенсивности облучения;
£ уменьшается с ростом интенсивности облучения;
R не зависит.
19. Как изменится пороговое напряжение n-канального МОП-транзистора при накоплении одинаковых по абсолютной величине зарядов в диэлектрике и на поверхностных состояниях?
R практически не изменится;
£ сместится в сторону отрицательных величин;
£ сместится в сторону положительных величин;
£ сначала уменьшится, а затем будет возрастать;
£ сначала увеличится, а затем будет убывать.
20. Чему равна норма испытаний на ускорителе электронов, если требуемый флюенс электронов составляет 2×1012 см–2, а относительная погрешность дозиметрического сопровождения облучений электронами составляет 20 %?
£ 2×1012 см–2;
£ 1,6×1012 см–2;
R 2,5×1012 см–2.
21. Какие из методов используются для ускоренных испытаний биполярных изделий электронной техники на стойкость к воздействию низкоинтенсивного ионизирующего излучения?
R облучение при средней мощности дозы и повышенной температуре;
£ облучение при средней или высокой мощности дозы с последующим отжигом при 100 °С в течение 168 ч;
R облучение при мощности дозы 0,01 рад/с с введением коэффициента запаса.
22. Какие из методов используются для ускоренных испытаний изделий электронной техники, изготовленных по МОП - и КМОП-технологии, на стойкость к воздействию низкоинтенсивного ионизирующего излучения?
£ облучение при средней мощности дозы и повышенной температуре;
R облучение при средней или высокой мощности дозы с последующим отжигом при 100 °С в течение 168 ч;
£ облучение при мощности дозы 0,01 рад/с с введением коэффициента запаса.
23. В каком диапазоне выбирается мощность дозы ионизирующего излучения при испытаниях в соответствии с ОСТ 134-1034-2003, тест № 1?
£ 0,01–0,1 рад/с;
R 50–300 рад/с;
£ 50–1000 рад/с.
24. В каком диапазоне выбирается мощность дозы ионизирующего излучения при испытаниях в соответствии европейским стандартом ESA/SCC Detail Specification No. 22900?
R 0,01–0,1 рад(Si)/с или 1–10 рад(Si)/с;
£ 50–300 рад(Si)/с;
£ 50–1000 рад(Si)/с.
25. Какие из перечисленных изделий чувствительны как к ионизационным эффектам, так и к эффектам структурных повреждений при радиационном облучении?
£ светоизлучающие диоды;
R оптроны;
£ фотодиоды;
R приборы с зарядовой связью;
R биполярные транзисторы.
