بررسي و محاسبة آسيب پرتويي ناشي از طيف پرتوهاي خورشيدي بر ساختار كريستالي قطعات نيمه‌هادي

Studying and Calculating the Radiation Damage Caused by the Solar Radiation Spectrum in the Crystal Structure of Semiconductor Components

محيط فضايي به علت وجود گسترة وسيعي از تشعشعات فضايي نگراني‌هايي را در كاركرد صحيح سيستم‌هاي الكترونيكي و تجهيزات مورد استفاده در فضا ايجاد كرده است. بنابراين با توجه به حساسيتي كه اين قطعات به تشعشعات دارند، براي تمام قطعات اين سيستم‌ها يا در مرحلة ساخت يا در فاز طراحي، نكات و تكنيك‌هاي مقاوم‌سازي در برابر اثرات تابشي صورت مي‌گيرد كه نيازمند مطالعات دقيق در زمينة ساز و كار آسيب در اين سيستم‌هاست. يكي از تكنيك‌هاي مقاوم‌سازي ايجاد حفاظ روي قطعات الكترونيكي و بررسي اثرات تابشي روي آن با استفاده از نرم‌افزارهايي است كه قادر به شبيه‌سازي آسيب است. در اين مقاله با استفاده از نرم‌افزار TRIMمقادير آسيب جابه‌جايي، تهي جا، برخورد‌هاي جايگزين و يونيزاسيون به‌وجود آمده در قطعات الكترونيكي گاليوم آرسنيد و سيليكوني و همچنين همراه با لايه‌اي از فلزات به عنوان حفاظ محاسبه و بررسي شده‌اند. نتايج خروجي نشان مي‌دهد كه هر چه حفاظ‌ها ضخامت بيشتر داشته باشند و متشكل از تعداد عناصر بيشتر با عدد اتمي بالا باشند، مقاومت آنها در برابر پرتو‌هاي تابشي بيشتر مي‌شود و آسيب‌هاي به‌وجود آمده در قطعات الكترونيكي كمتر خواهد بود. همچنين آسيب‌هاي حاصل از پرتوهاي فرودي يون‌هاي هليم بسيار بيشتر از يون‌هاي هيدروژن است.

Space radiation environment has concerned about proper performance of electronic systems and equipment used in the space due to a variety of space radiations. The radiation hardening techniques are required to all parts of the system in such environment. Therefore careful studies should be done on the mechanism of radiation damage in these systems. Shielding is one of radiation hardening technique. The radiation effects on electronic components can be done using radiation simulating softwares. In this work, displacement damage, vacancies and ionization values in silicon and gallium arsenide with layers of metal as a shield have been calculated using TRIM software. The results showed that the more thickness and more elements with high atomic number of shield made more resistance to radiation. Thus, damage in electronic devices would be less. Also, the damages resulted from the incident beam of helium ions is much higher than that of hydrogen ions.