耐放射線電源デバイスの放射線試験

放射線検査は、特に高放射線環境で使用されるデバイスの信頼性と安全性を確保するために重要なプロセスです。R4などの旧世代デバイスでは、安全動作領域を確立するためにSEE (単一事象効果) 事象の発生を狙い、ブルックヘブン国立研究所のTandem Van de Graaff施設で重イオンを用いたSEE試験を実施しました。

しかし、ビームエネルギーが最大 500 MeV という制限があったため、テキサス A&M 大学のサイクロトロン研究所ではより高エネルギーのビームが利用可能となり、最大 2.2 GeV のビームエネルギーで新しいデバイスを試験できるようになりました。これにより、ブラッグピークでの到達距離を試験対象デバイスの感度領域付近に合わせられ、より正確な結果が得られます。

IR HiRel社のMOSFETを含む試験対象デバイスは、100 krad～1 Mradの総電離線量に対して損傷なく耐えるように設計されており、LET (線エネルギー付与) が37～92 MeV·mg/cm2の重イオンを、ビームエネルギー300 MeV～2.2 GeVの範囲で照射して評価します。MOSFETで観測されるシングル イベント効果 (SEE) には、シングル イベント バーンアウト (SEB)、およびシングルイベント ゲート ラプチャー (SEGR) があります。一方、ゲートドライバやPWMコントローラーなどの他のコンポーネントは、シングル イベント過渡 (SET) 、シングル イベント ラッチアップ (SEL) 、シングル イベント機能割り込み (SEFI) の影響を受けやすい場合があります。

なお、SEB、SEGR、SELは破壊的事象であるのに対し、SETとSEFIは通常、非破壊的です。SEEの特性評価は通常、LETの関数として表され、耐放射線デバイスの典型的な試験レベルは37～92 MeV·mg/cm2の範囲です。一般的に使用される試験イオンには、クリプトン (84Kr) 、キセノン (129Xe) 、金 (197Au) などがあり、運動エネルギーは100 MeV～2.2 GeVの範囲です。

放射線検査に関するよくある質問
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