抗辐射|美国国防微电子处发明可对电子元器件同时施加辐射、高温和电压力的新系统,将对空间用微电子器件辐射和温度效应提供新认识
美国国防微电子处(DMEA)发明新系统,用于测试半导体和其他用于太空恶劣环境的关键电子元器件的可靠性。该系统可将器件同时暴露在辐射、高温和电压力下,帮助研究人员更准确地预测卫星和其他天基系统的运行寿命。
需求
负责部署天基系统的科学家、工程师和项目经理明白,微电子子系统的失效是不可避免的。DMEA发起人之一的Kevin Geoghegan博士说:“压在我们心头的问题不是知道微电子系统是否会失效,而是何时失效。”
现有测试方法缺陷
传统方法是依靠地球上的标准化测试来预测这些设备将在多长时间内发挥预期的性能。Geoghegan说,这些测试的缺点是未能捕捉到多种压力源的协同效应。“例如,电离辐射的标准化测试不会发生在太空、高温环境中。除非我们把这些因素结合起来,否则无法量化真实环境中有害影响的潜在放大程度。”
新系统
DMEA的Geoghegan博士、Tom Shepherd和Jeffrey Siddiqui博士最近申请了“用于同时测试多个半导体器件辐射、环境和电性能可靠性的系统和方法”的专利。
该系统使用DMEA包括两个大型辐照器的科学与工程伽马辐照试验(SEGIT)设施。研究团队让半导体器件在高温和电压力下进行加速可靠性测试,同时对其进行长达30小时的辐照。在此期间,定期进行现场电性能测量,以观察器件的退化情况。从收集到的数据中,可以预测给定的工作条件下器件的工作寿命。
技术优势
该发明的一个重要优势是,允许器件同时受到压力和测试。相比之下,目前的标准采用的是一种耗时的先应力后测试的方法,由于需要额外的处理,对器件造成了风险。另一个优势是,该专利确保美国政府项目和其他美国政府测试实验室可以使用该发明。
DMEA
DMEA是国防部的一个实体组织,位于加利福尼亚州萨克拉门托附近的前麦克莱伦空军基地。作为国防部研究与工程副部长办公室的一个组成部分,DMEA被授权利用先进技术,通过提高可靠性和可维护性来延长武器系统的寿命,同时解决过时的问题和减少制造来源。利用政府拥有和经营的实验室设施,DMEA的微电子专家为整个国防部的正在研发、现有和老旧项目提供解决方案和专业知识。