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2021-05-02T13:56:25Z

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Die Bezeichnung {{lang|en|'''Single Event Effect'''}} ('''SEE''') ist der Oberbegriff für Effekte, die in [[Halbleiter]]<nowiki />bauelementen durch den Einschlag, bzw. das Durchqueren eines Teilchens einer [[Ionisierende Strahlung|ionisierenden Strahlung]] ausgelöst werden können. Zu diesen Strahlungen zählen z. B. [[Alphastrahlung]], [[Neutronenstrahlung]] und [[kosmische Strahlung]]. Relevant sind SEEs insbesondere im Bereich der in [[Luftfahrt|Luft-]] und [[Raumfahrt]] verwendeten [[Mikroelektronik]], da in höheren Bereichen der [[Erdatmosphäre]] und vor allem im [[Weltraum]] eine erhöhte [[Intensität (Physik)|Strahlungsintensität]] herrscht.

== Arten von {{lang|en|Single Event Effects}} ==
Grundsätzlich lassen sich zwei Arten von SEEs unterscheiden: SEEs, die einen permanenten Schaden hervorrufen (sog. ''{{lang|en|hard errors}}'') und solche, die nur eine temporäre Fehlfunktionen bewirken (sogenannte ''[[Soft Error|soft errors]]''). Nachfolgend sind die wichtigsten Arten von SEEs aufgeführt.
* ''{{lang|en|[[Single Event Latchup]]}}'' (SEL): Ein SEL führt zum Zünden eines parasitären [[Thyristor]]s und somit einem [[Elektrischer Kurzschluss|Kurzschluss]] in einem Halbleiterbauteil. Dies kann zur Zerstörung des betroffenen Bauteils führen. Durch rechtzeitiges Aus- und anschließendes Wiedereinschalten des Bauteils lässt sich ein SEL beheben.
* ''{{lang|en|[[Single Event Upset]]}}'' (SEU): Bei diesem Effekt handelt es sich um das „Kippen“ eines Bits ({{enS|bitflip}}), bzw. die Änderung des Zustands einer digitalen Schaltung. Je nach Ort und Zeitpunkt des SEUs kann es zu unterschiedlichen Fehlern kommen (z. B. Änderung des Inhalts einer [[Halbleiterspeicher#Speicherzelle|Speicherzelle]], Fehler im Programmablauf eines Computers). Ein SEU bewirkt keinen dauerhaften Schaden am betroffenen Bauteil. Führt ein SEU zum völligen Versagen eines Systems (z. B. [[Computerabsturz]]), wird dies auch als {{lang|en|''Single Event Functional Interrupt''}} (SEFI) bezeichnet. SEUs können auch auf [[Meeresniveau]] auftreten. Sie werden hier meist durch [[Radioaktivität|radioaktive]] Verunreinigungen im Gehäusematerial eines Bauteils und die daraus resultierende Alphastrahlung hervorgerufen.
* ''{{lang|en|[[Single Event Transient]]}}'' (SET): Dieser Effekt äußert sich in einer kurzzeitigen Änderung des Signalpegels in einer elektronischen Schaltung (''[[Glitch (Elektronik)|glitch]]''). Auch dies kann zu unterschiedlichen Fehlfunktionen führen, ruft aber keinen bleibenden Schaden am betroffenen Bauteil hervor.
* ''[[Single Event Burnout]]'' (SEB). Ein SEB bewirkt einen überhöhten [[Elektrischer Strom|Strom]] im Bereich der Drain-Source-Strecke eines [[Leistungs-MOSFET]]s, was zur Zerstörung des Bauteils führt.
* ''{{lang|en|Single Event Gate Rupture}}'' (SEGR): SEGR bezeichnet die Zerstörung der Gate-Dielektrikum bei Leistungs-MOSFETs. Genau wie der SEB führt dieser Effekt zum Ausfall des betroffenen Bauteils.

== SEE-Wahrscheinlichkeit ==
Die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines SEEs in einem bestimmten Bauteil oder einer bestimmten Baugruppe hängt im Wesentlichen von zwei Faktoren ab:
# Verwendete [[Halbleitertechnologie]]. Unterschiedliche Halbleitertechnologien sind unterschiedlich Anfällig für SEEs. Die an das Halbleitermaterial abzugebende Teilchenenergie, ab der ein SEE in einem Bauteil auftreten kann, wird als <math>LET_\text{th}</math> bezeichnet (jeweils für die unterschiedlichen Arten von SEEs), wobei ''LET'' für ''[[linearer Energietransfer]]'' und der Index ''th'' für ''threshold'' (deutsch: Schwelle, [[Schwellenwert (Elektronik)|Schwellwert]]) steht. Hierfür wird als Maßeinheit üblicherweise [[Elektronenvolt|MeV]]·cm²/mg (bezogen auf [[Silicium|Si]] für [[MOSFET|MOS]]-Halbleiterbauteile) verwendet.
# Strahlungsintensität. Die Intensität der Strahlung, der ein Bauteil ausgesetzt ist, kann, je nach Einsatzort und -zeit, stark variieren. Für [[Satellit (Raumfahrt)|Satelliten]] ist hier insbesondere der jeweilige [[Satellitenorbit|Orbit]] ausschlaggebend. Des Weiteren ist in Zeiten erhöhter [[Sonnenaktivität]] ([[Sonneneruption]]en) mit einer höheren SEE-Rate zu rechnen.

== Weblinks ==
* [https://radhome.gsfc.nasa.gov/radhome/see.htm Seiten der NASA zum Thema Strahlungseffekte] (engl.)

[[Kategorie:Halbleiterelektronik]]

Single Event Effect - Versionsgeschichte

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