CMOS器件X 射线与γ射线辐照效应比较

介绍了低能X射线和γ射线的辐照剂量及器件阈电压漂移的测试方法。讨论了不同偏置条件和辐照方向对器件效应的影响。结果表明,对镀金Kovar合金封装的器件,在背向辐照的最劣辐照偏置下,X射线产生的阈电压漂移是^60Coγ射线的13.4倍。     

γ总剂量辐射对CMOS器件性能的影响

本文比较了相同结构不同工艺的CMOS电路γ电离辐射效应结果。它表明:未经加固的市售器件,对γ总剂量辐射相当灵敏。特别是硅栅器件,正偏置下,大约经15Gy的γ剂量辐射后即告失效;在70Gy下,静态功耗电流增加4.5个量级。从实验结果出发,讨论了CMOS电路γ总剂量电离辐射效应的失效标准和加固方法。     

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。     

静态随机存储器抗总剂量辐射性能筛选在线测试系统

研制了一套SRAM总剂量辐射效应在线测试系统,该系统可同时对多个SRAM器件进行总剂量辐照效应在线测试,获得在γ辐照环境中静态功耗电流和出错数随总剂量的变化关系。进行了实际的SRAM器件辐照试验,测量得到了不同批次参数辐射响应的差异,并分析SRAM静态功耗电流和出错数受γ辐照的损伤机理。     

硅光电器件两种辐照效应的比较

比较了硅光电器件和ＭＯＳ电容经３００ｋｅＶ质子和１．２５ＭｅＶγ射线辐照后的光电参数的变化，讨论了γ射线辐照的样管在１５０℃和２００℃的退火效应，在硅器件的光谱响应范围内，将分光光度法得到的光电流谱用上述实验，有助于了解不同辐照引起的损伤在器件中的空间分布。     

重离子单粒子翻转截面与γ累积剂量的关系研究

应用^252Cf源和^60Coγ源进行单粒子翻转斋与γ累积剂量的关系研究，实验结果表明，静态加电和不加电状态下，γ累积剂量对单粒子翻转截面的影响不大，无明显的规律。动态测量状态下，在存储单元中写入相同数据时，器件的单粒子翻转截面随累积剂量的增加而增大。在实验中把存储单元中的数据相反，会使器件的单粒子翻转截面水经^60Coγ源辐照时的水平，甚至更低，从而抵消了累积剂量对单粒子翻转截面的影响。     

剂量率对MOSFET器件总剂量效应的影响

选取典型的星用功率MOSFET器件JANTXV2N6798和JANTXV2N7261为研究对象,就剂量率对MOSFET器件总剂量效应的影响进行试验研究。在试验中,选取钴-60γ射线,以不同剂量率进行辐照试验。通过试验研究,获得了被试器件阈值电压、漏电流和击穿电压随总剂量率的变化特性。结果表明,低剂量率更易引起器件损伤。     

核辐射条件下磁性器件的动态效应

核爆炸瞬间释放的中子、γ射线和核电磁脉冲对磁性材料及器件会产生各种影响,引起性能变化。中子能使磁性材料产生永久性损伤的主要原因是高能中子与材料相互作用使晶格原子产生位移效应。γ辐射可引起电离效应,产生瞬时光电流,对材料及器件造成瞬时干扰,甚至永久性损伤。静态实验证明,当中子流量达10~(16)中子/厘米~2、γ剂量率为10~8拉德(硅)/秒时,磁性器件的性能无显著改变。核爆瞬间,在相当大的范围内产生强大的电磁脉冲,其电场强度为10~4—10~5伏/米,脉冲波形持续时间为几百10~(-9)秒,频谱范围从10~2千赫兹到10~2兆赫兹。由于磁性器件外部屏蔽不完善或结构本身的孔隙,使外部电磁脉冲可以渗透到内部。即使屏蔽很完善,在几百公里范围内的强γ辐射也会在器件内部感生内电磁脉冲。这些都会干扰或破坏磁性器件的正常工作性能。因此在核辐射条件下,研究这些材料和器件的动态性能具有重要意义。     

基于单/双层壁电离室的强钴源低能γ成分评估方法

利用重金属工艺可提高器件可靠性,低能γ将使器件高Z/低Z界面附近产生剂量增强效应,影响器件抗辐射性能评估。介绍了一种强钴源低能散射γ成分评价方法,利用铝单层室壁/金铝双层室壁平板型电离室辐射电流比值对γ能量敏感的特性,通过比较电流比值实测与参考值的差异,估计散射γ(≤300 ke V)成分是否过多,典型钴源能谱计算结果表明:参考值可取为2.8。研制了量程为0.01~2.3 Gy·s~(-1)(Si)的电离室探头,搭建了长距离辐射电流测量系统。单板钴源实验结果表明:空场条件和铅铝容器(散射抑制)内辐射电流比值实测结果与预期相符,方法可行;能够检验能谱硬化技术的有效性;可从剂量角度关联不同辐射场或相同辐射场不同辐照工位。     

辐射对InSb霍尔器件电磁参数的影响

系统研究了低剂量率γ和β射线辐照对不同工作状态下的InSb霍尔器件输入电阻、输出电阻、磁电阻及霍尔灵敏度等电磁参数的影响,结果表明,γ和β粒子通过电离、位移效应与器件相互作用,导致器件的宏观电磁参数发生复杂变化.这些变化不因辐照停止而消失,反映了常温退火过程对辐射损伤的不可恢复性.恒流激励、无磁场作用时,所进行的辐照均使器件的输入电阻增加,并与辐照时间成正比.恒流激励、有确定磁场作用时,输入电阻、霍尔输出电压也因γ射线辐照而增加,但由于磁场的影响,增加量较小,且与辐照时间不成正比.无源、无磁场作用时,虽然输入、输出电阻因辐照而增加,但磁电阻和霍尔灵敏度却可能增加,也可能减小.所有这些结论对相应的辐射防护研究具有重要的参考价值.     

54HC系列CMOS器件脉冲与稳态γ总剂量效应异同性研究

针对现有脉冲辐射模拟装置在模拟真实环境方面累积剂量偏小的特点,开展了54HC系列CMOS器件脉冲γ与⁶⁰Coγ总剂量效应损伤异同性研究,获取器件效应损伤因子,以期通过对稳态辐射环境下电路总剂量损伤阈值的测量预估脉冲高剂量率环境下的总剂量损伤阈值。研究结果表明,无论选择哪种敏感参数进行效应损伤异同性研究,稳态辐照造成的总剂量损伤总是高于脉冲辐照,即稳态总剂量引起的器件阈值电压漂移、静态功耗电流增加比脉冲总剂量引起的大。     

剂量增强效应简介

本文介绍了剂量增强效应的起因、定义以及器件和电容器的剂量增强效应;提供了一般电子系统中使用的器件在X,γ射线环境中的剂量增强系数参考数据,有较宽的适应范围。     

电荷耦合器件的~(60)Coγ射线和电子辐射损伤效应

对东芝公司生产的TCD1209D线阵电荷耦合器件(CCDs)进行了60Coγ和1 MeV电子辐照实验,获得了CCDs的像元信号输出波形、像元光强量化值及器件功耗电流随辐照剂量的变化规律。比较了两种射线产生的CCDs辐射损伤。结果显示,60Coγ和1 MeV电子导致的CCDs辐射损伤不仅在程序上存在差异,而且二者的表现形式也有所不同。分析了电离辐射和位移损伤对CCDs内部不同单元的影响,表明了电子辐照产生的位移损伤是造成上述差别的重要原因。     

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。     

BPSG膜双极晶体管的抗电离辐照性能研究

对SiO2+BPSG+SiO2钝化结构和SiO2+SiN钝化结构的双极晶体管和JW117集成稳压器进行了60Co的γ辐照和不同温度下退火行为研究。结果表明,覆盖BPSG钝化膜的器件抗辐照性能明显强于SiN钝化膜的器件。BPSG对Na+具有很好的吸收作用,SiO2层中的Na+很大部分被吸收到BPSG膜中,降低了双极晶体管基区的表面复合速率,减少过剩基极电流,这可能是BPSG钝化膜器件抗辐照性能好的主要原因。通过对器件辐照后不同温度下的退火实验,保证了BPSG钝化膜器件辐照后的工作可靠性。     

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。     

浮栅ROM器件γ射线、X射线和中子辐射效应实验研究

本工作涉及浮栅ROM器件AT29C256的γ射线、X射线和反应堆快中子辐照实验测量。测量结果表明，浮栅ROM器件γ射线、X射线和快中子辐照效应是典型的总剂量效应。错误发生存在剂量阈值，开始出错时的错误数及错误地址不确定，错误数随辐照剂量或注量的增大而增加。     

星用功率MOSFET器件总剂量效应试验研究

本文针对星用功率MOSFET器件JANTXV 2N7261和SR7262V,进行了钴-60 γ射线辐照试验研究.在γ射线辐照过程中,采用JT-1型晶体管特性图示仪和计算机控制的摄像机,实时监测器件电参数随辐照剂量变化的特征,通过试验研究获得了被试器件阈值电压、漏电流和击穿电压随总剂量变化的特征照片和曲线,得出被试器件的抗总剂量水平.     

HWRR-Ⅲ辐照功率硅半导体器件

一、硅器件辐照简介加速器产生的电子束、钴—60辐射装置的γ射线和核反应堆的中子或γ射线,都可以用来辐照硅器件,改善电子特性。国外在70年代就已做了。国内80年代起开始研究,已取得一定的成绩。辐照的主要效应是射线使硅晶体产生缺陷也叫空位。这种空位能很快复合硅半导体中的少数载流子(以下简称少子),减少了少子在半导体中的扩散长度     

双极型晶体管线路瞬态γ辐照效应的模拟计算和实验验证

在ＰＣ上开发了双极型晶体管电路瞬态γ辐照效应的模拟计算程序Ｍ－ＴＲＡＣⅡ，建立了相应器件模型参数的测试方法，并进行双极型晶体管线路瞬态γ辐照效应实验验证工作，计算结果与实验结果符合得较好，说明该模拟技术和实验方法是可行的可靠性。