Un enfoque analítico para calcular la tasa de errores suaves inducida por neutrones atmosféricos
Autores: Wrobel, Frédéric; Aguiar, Ygor; Marques, Cleiton; Lerner, Giuseppe; García Alía, Rubén; Saigné, Frédéric; Boch, Jérôme
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un enfoque analítico para calcular la tasa de errores suaves inducida por neutrones atmosféricos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Neutrones
Tasa de error suave
SER
Interacción radiación-materia
Volumen sensible
Umbral LET
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
En la atmósfera, se entiende generalmente que los neutrones son la principal causa de la tasa de errores suaves (SER) en dispositivos electrónicos. Estas partículas son capaces de desencadenar reacciones nucleares en las regiones sensibles de los dispositivos, lo que lleva a la formación de iones secundarios que pueden ionizar la materia lo suficiente como para perturbar una celda de memoria o inducir una señal transitoria, conocida como errores suaves. Con fines de fiabilidad, es crucial poder estimar la SER asociada con una tecnología dada, que típicamente se caracteriza por su volumen sensible y su transferencia lineal de energía umbral (LET). Como alternativa a los métodos habituales de Monte Carlo, en este trabajo presentamos un modelo analítico para la predicción de SER, donde separamos la interacción radiación-materia de las consideraciones geométricas (volumen sensible). Al hacerlo, mostramos que la SER puede expresarse como la suma de dos contribuciones que pueden calcularse para cualquier LET umbral y cualquier tamaño de volumen sensible. Comparamos nuestro enfoque propuesto con simulaciones de Monte Carlo existentes en la literatura, obteniendo una muy buena concordancia a pesar de nuestras aproximaciones, validando así nuestro enfoque. Como resultado adicional, podemos demostrar que, para futuras tecnologías de menor tamaño que pueden ser más sensibles a los efectos de la radiación, se espera que la contribución de los neutrones en el rango de energía de 1-10 MeV a la SER disminuya.
Descripción
En la atmósfera, se entiende generalmente que los neutrones son la principal causa de la tasa de errores suaves (SER) en dispositivos electrónicos. Estas partículas son capaces de desencadenar reacciones nucleares en las regiones sensibles de los dispositivos, lo que lleva a la formación de iones secundarios que pueden ionizar la materia lo suficiente como para perturbar una celda de memoria o inducir una señal transitoria, conocida como errores suaves. Con fines de fiabilidad, es crucial poder estimar la SER asociada con una tecnología dada, que típicamente se caracteriza por su volumen sensible y su transferencia lineal de energía umbral (LET). Como alternativa a los métodos habituales de Monte Carlo, en este trabajo presentamos un modelo analítico para la predicción de SER, donde separamos la interacción radiación-materia de las consideraciones geométricas (volumen sensible). Al hacerlo, mostramos que la SER puede expresarse como la suma de dos contribuciones que pueden calcularse para cualquier LET umbral y cualquier tamaño de volumen sensible. Comparamos nuestro enfoque propuesto con simulaciones de Monte Carlo existentes en la literatura, obteniendo una muy buena concordancia a pesar de nuestras aproximaciones, validando así nuestro enfoque. Como resultado adicional, podemos demostrar que, para futuras tecnologías de menor tamaño que pueden ser más sensibles a los efectos de la radiación, se espera que la contribución de los neutrones en el rango de energía de 1-10 MeV a la SER disminuya.