不同参数对静态随机存储器总剂量效应的影响

基于中国原子能科学研究院钴源建立的器件总剂量辐照装置试验平台，开展了静态随机存储器（SRAM）的总剂量效应研究。分别研究了器件特征工艺尺寸、累积辐照剂量、辐照剂量率以及温度对器件总剂量效应的影响。研究结果表明：在一定范围内剂量率对器件的总剂量效应影响不大，器件特征工艺尺寸越大总剂量效应的影响越大，温度越高总剂量效应影响越弱。此外还测量得到了该总剂量辐照实验平台的典型剂量率分布及均匀性。相关结果为宇航、核工业用电子器件抗辐射加固设计提供了一定的参考。     

Burn-in对SRAM器件电离总剂量效应的影响

针对辐照前高温老练(Burn-in)影响SRAM器件的抗总剂量辐射能力问题,进行了实验研究。选取了3种不同工艺尺寸SRAM存储器,利用60 Co放射源对经过高温老炼和不经过高温老炼(No Burnin)的样品进行了总剂量辐照实验,测量了辐照引起的SRAM器件的数据位翻转数,得到了Burn-in对不同工艺尺寸SRAM器件总剂量效应的影响规律。针对0.25μm工艺SRAM器件开展了不同Burn-in温度影响器件抗辐射能力的实验研究,得到了器件抗辐射性能与Burn-in温度之间的关系。结果表明,SRAM器件的工艺尺寸越小,抗总剂量能力越强,且受Burn-in的影响越小;Burn-in时的温度越高,对器件的抗总剂量水平影响越大。     

新型微电子技术电离辐射总剂量效应面临的挑战

随着器件特征尺寸的不断减小,在器件结构和工艺上采取了新的措施.分析了STI(shallow trench isolation)隔离导致器件电离辐射总剂量效应的损伤机理;对不同工艺集成电路的抗总剂量TID(Total Ionizing Dose)能力进行了比较分析;对近来比较关注的重离子引起的微剂量效应进行了介绍;最后对...     

NAND型Flash存储器总剂量效应实验研究

针对镁光公司的4种NAND型Flash存储器,开展了不同辐照偏置下的总剂量效应实验及不同工艺尺寸器件的静态加电辐照实验。实验结果表明,器件在静态加电和动态辐照偏置下的总剂量效应相似,而与不加电辐照偏置下的总剂量效应不同。不同工艺尺寸器件的敏感参数有相同的变化趋势,由于受其他因素的综合影响,各敏感参数并不随工艺尺寸单调变化。     

不同设计参数MOS器件的射线总剂量效应

采用非加固工艺，通过设计加固手段实现具有辐射容忍性能的器件，可使器件抗辐射加固成本大为降低。本工作研究商用标准0.6μm体硅CMOS工艺下不同设计参数的MOS晶体管的γ射线总剂量辐照特性。通过对MOS器件在不同偏置情况下的总剂量辐照实验，分别对比了不同宽长比（W/L）NMOS管和PMOS管的总剂量辐照特性。研究表明，总剂量辐照引起阈值电压的漂移量对NMOS及PMOS管的W/L均不敏感；总剂量辐照引起亚阈区漏电流的增加随NMOS管W/L的减小而增加。研究结果可为抗辐射CMOS集成电路设计中晶体管参数的选择提供参考。     

现代微加工技术与核靶设备

现代微加工技术是制备具有微米，亚微米甚至纳米结构器件的重要手段。文章介绍了现代微加工工艺中的薄膜技术，图形技术以及刻蚀技术，根据核靶技术的发展，阐明了现代微加工技术在核靶制备领域的广阔应用前景。     

现代微加工技术与核靶制备

现代微加工技术是制备具有微米、亚微米甚至纳米结构器件的重要手段。文章介绍了现代微加工工艺中的薄膜技术、图形技术以及刻蚀技术，根据核靶技术的发展，阐明了现代微加工技术在核靶制备领域的广阔应用前景。     

新型微电子技术单粒子效应研究面临的挑战

随着器件特征尺寸的减小,单粒子效应成为影响CMOS工艺空间辐射环境可靠性的关键因素之一。未来航天和国防系统需要了解新型工艺中的单粒子效应损伤机制及其加固方法,包括在器件几何尺寸和材料方面的改变如何影响到能量淀积、电荷收集、电路翻转、参数退化等等。分析了随着特征尺寸减小,在高速数字电路中的单粒子瞬态效应SET的影响,包括由质子的直接电离作用产生的单粒子效应、粒子能量效应和非直接电离对单粒子效应的影响。对可能替代体硅器件的新型器件单粒子能力进行了简要介绍。     

中子辐照后CMOS工艺静态随机存储器瞬时电离辐射翻转效应实验研究

对0.15μm特征尺寸CMOS工艺商用静态随机存储器(SRAM)开展了中子辐照后的瞬时电离辐射效应实验研究,获得了中子辐照后SRAM器件的瞬时剂量率翻转效应规律,并与未经中子辐照SRAM器件的瞬时剂量率翻转效应规律进行对比。结果表明:中子辐照能有效提高CMOS工艺SRAM器件的瞬时剂量率翻转阈值,中子辐照引起的少数载流子的寿命降低是产生这种现象的主要原因。     

电子束对半导体器件的辐照

用电子束幅照半导体器件使器件内产生复合中心,从而达到控制器件的某些参数。本文就辐照技术,辐照产生缺陷的性质,对器件辐照效果,辐照能力和成本予以叙述。与扩金工艺比较,电子辐照是一种产率高,成本低,控制性好的新工艺。     

工艺参数对SOI NMOS总剂量效应的影响

本文模拟了0.25μm SOI NMOS的总剂量效应,I-V特性曲线随总剂量变化趋势与实测曲线一致。在此基础上探讨了器件在不同掺杂浓度、硅膜厚度、埋氧层厚度以及栅氧层厚度等工艺条件下的总剂量效应,分析了一定剂量条件下各项工艺引起器件性能变化的原因。结果表明,源漏高掺杂、薄硅膜、适当厚度的埋氧层和较薄的栅氧层均有利于提高SOI NMOS的抗总剂量效应的能力。这为器件提高抗总剂量效应设计和加固提供了一定的理论依据。     

GAL的工作模式及实际应用

通用逻辑阵列——GAL(Generic Array Logic)器件自1986年问世以来,几乎风糜整个可编程逻辑器件(PLD)市场。GAL器件采用EECMOS工艺,具有集成度高、高速低功耗、采用电擦除、器件可以重新擦写100次以上,可灵活编程、可以被加密等特性,现已成为目前最有竞争力的PLD逻辑器件。本文就GAL的工作模式及其应用时的具体使用方法做了较详尽的介绍。     

抗辐射加固高压NMOS器件的单粒子烧毁效应研究

由于施加高栅极工作电压,使得器件容易发生重离子辐射损伤效应,其中,重大的重离子辐射损伤效应是单粒子栅穿效应（SEGR）和单粒子烧毁效应（SEB）。本文介绍了抗辐射加固高压SOI NMOS器件的单粒子烧毁效应。基于抗辐射加固版图和p型离子注入工艺,对高压器件进行抗辐射加固,提高器件的抗单粒子烧毁能力,并根据电路中器件的电特性规范,设计和选择关键器件参数。通过仿真和实验结果研究了单粒子烧毁效应。实验结果表明,抗辐射加固器件在单粒子辐照情况下,实现了24 V的高漏极工作电压,线性能量传输（LET）阈值为835 MeV·cm2/mg。     

可编程逻辑器件在存储器辐射效应测试系统中的应用

着重论述复杂可编程逻辑器件（CPLD）在电子线路设计中的应用，介绍了开发软件MAX＋pluses和可编程逻辑器件的使用。应用可编程逻辑器件EPM7128SLC84—15设计存储器辐射效应测试系统中的数据采集卡（ISA卡），实现了原测试系统的功能，减少了分立器件数量，提高了系统可靠性。     

离子束增强沉积技术

采用离子束增强沉积（IBED）铜过渡层和电子束蒸镀铜膜结合制备的单质膜结构，比采用电子束蒸镀钛－铜多层膜结构工艺简单，且不增加光刻腐蚀工艺难度，铜膜沉积于低表面粗糙度（Ry≤0．1μm）的氧化铝陶瓷基片表面获得了良好的膜－基附着力。实验证明：IBED铜过渡层和电子束蒸镀铜膜结合的制膜方法是目前几种制造器件的工艺方法中最佳制膜工艺方法。     

典型光电子器件辐射效应数值分析与试验模拟方法研究

选取Si太阳电池与线阵CCD器件，进行了光电器件辐射效应的数值分析与模拟试验方法研究。分析了光电器件电离效应和位移损伤机理，利用二维器件模拟软件MEDICI，模拟了1MeV电子对n／p型硅太阳电池主要输出参数的影响，包括开路电压Voe、短路电流Isc和最大输出功率Pmax.在一定范围内，计算结果与文献实验数据符合较好。建立了线阵CCD器件辐照效应离线测量系统。利用^60Coγ源，进行了商用器件的总剂量效应试验，给出了暗电流信号和饱和电压信号的变化曲线。     

基于高温抗辐照SOI CMOS工艺的器件特性研究

绝缘体上硅（SOI）技术因其独特的优势而广泛应用于辐射和高温环境中,研究不同顶层硅膜厚度（tSi）的器件特性,对进一步提升高温抗辐照SOI CMOS器件的性能至关重要。本工作首先通过工艺级仿真构建了N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管（NMOSFET）的模型,并对其进行了分析,基于仿真结果,采用015 μm抗辐照SOI CMOS工艺制备出具有不同硅膜厚度的实际器件,该工艺针对高温应用引入了设计与材料的优化。结果表明,薄硅膜和厚硅膜NMOSFET在150 krad(Si) 总剂量辐射下表现出相近的抗辐照加固性能,而前者在225 ℃高温下具有较小的漏电流,因此具有较薄硅膜的NMOSFET更适用于高温电子器件的制造。     

国产工艺的部分耗尽SOI MOSFET总剂量辐照效应及可靠性

对国产工艺的部分耗尽SOIMOSFET60Coγ射线的总剂量辐照效应及其可靠性进行了研究。结果表明:辐照引入的氧化物陷阱电荷是阈值电压漂移的主要因素;背栅对总剂量辐照更为敏感,但在背栅特性漂移未超出一定范围的情况下,依然是正栅氧化层质量决定了器件的抗辐照性能;界面态陷阱电荷的散射作用降低了器件的源漏饱和电流;总剂量辐照后器件的常规可靠性可能会降低。     

超深亚微米SOINMOSFET中子辐照效应数值模拟

考虑3种特征尺寸的超深亚微米SOINMOSFET的中子辐照效应。分析了中子位移辐照损伤机理,数值模拟了3种器件输出特性曲线随能量为1MeV的等效中子在不同辐照注量下的变化关系及中子辐照环境下器件工艺参数对超深亚微米SOINMOSFET的影响。数值模拟部分结果与反应堆中子辐照实验结果一致。     

Kovar封装CMOS器件X射线剂量增强效应研究

在器件的金属化层及封装等结构中，高原子序数材料在低能X射线的辐照下，会在相邻的低原子序数材料中产生剂量增强效应，从而使得器件性能严重退化。主要介绍了柯伐封装的CMOS器件，在X射线和γ射线辐照下，其辐照敏感参数阈值电压和漏电流随总剂量的变化关系。并对实验结果进行了比较，得出低能X射线辐照对器件损伤程度大于γ射线，对剂量增强效应进行了有益的探讨。