Министерство образования и науки Российской Федерации
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
В. М. Барбашов, Д. В. Громов
РАДИАЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ
В НАНОГЕТЕРОСТРУКТУРНЫХ
СВЧ-ПРИБОРАХ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМАХ
Учебное пособие
Москва 2013
УДК 621. 3. 049. 77
ББК 32. 852
Б 24
Барбашов В. М. , Громов Д. В. Радиационные эффекты в нано-
гетероструктурных СВЧ-приборах и интегральных схемах:
Учебное пособие. М. : НИЯУ МИФИ, 2013. 124 с. Рассмотрено влияние радиации на современные и перспек-
тивные изделия СВЧ-диапазона, выполненные на основе таких
наногетероструктурных технологий, как нитрид галлия и арсенид
галлия, а также полупроводниковое соединение «кремний-
германий». Предназначено для студентов, обучающихся по специальности
«Электроника и автоматика физических установок» по направле-
нию подготовки «Ядерные физика и технологии», программа
«Электроника физических установок». Рецензент д-р физ. -мат. наук, проф. МИРЭА А. А. Мельников
ISBN 978-5-7262-1872-4
© Национальный исследовательский
ядерный университет «МИФИ», 2013
Редактор М. В. Макарова
Подписано в печать 05. 11. 2013. Формат 60х84 1/16
Уч. -изд. л. 7,75. Печ. л. 7,75. Тираж 100 экз. Изд. № 007-1. Заказ № 196
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ». Типография НИЯУ МИФИ.
115409, Москва, Каширское ш. , 31
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 5
Глава 1. Базовые физические эффекты в материалах
твердотельной СВЧ-электроники при воздействии
ионизирующих излучений ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 7
1. 1. Структурные радиационные повреждения ... ... ... ... ... ... ... ... 8
1. 2. Дозовые эффекты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
1. 3. Эффекты ионизации... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 13
Контрольные вопросы ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 30
Глава 2. Влияние радиации на характеристики элементов
на нитриде галлия ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 32
2. 1. Облучение гамма-квантами ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 35
2. 2. Влияние электронного облучения
на характеристики GaN-приборов ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 39
2. 3. Воздействие быстрыми нейтронами ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 41
2. 4. Облучение протонами ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 45
2. 5. Облучение тяжелыми заряженными частицами ... ... ... ... . 55
Контрольные вопросы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 56
Глава 3. Радиационные эффекты в СВЧ-приборах
и интегральных схемах на соединении кремний–германий ... ... ... ... 58
3. 1. Анализ свойств SiGe как полупроводникового материала
для построения радиационно стойких СВЧ ИС ... ... ... ... . . 62
3. 2.