SiC器件单粒子效应敏感性分析

新一代航天器需要使用耐高压、功率损耗低的第3代半导体SiC器件,为了给器件选用和抗辐射设计提供依据,以SiC MOSFET和SiC二极管为对象,进行单粒子效应敏感性分析。重离子试验发现,在较低电压下,重离子会在SiC器件内部产生永久损伤,引起漏电流增加,甚至单粒子烧毁。SiC MOSFET和SiC二极管试验结果类似。试验结果表明SiC器件抗单粒子能力弱,与器件类型关系不大,与SiC材料有关。为了满足空间应用需求,有必要进一步开展SiC器件辐射效应机理、试验方法和器件加固技术等研究。     

CMOS器件的单粒子效应及其加固

概要综述了ＣＭＯＳ器件的单粒子效应，着重描述了ＣＭＯＳ器件的单粒子效应损伤机理，并介绍了抗单粒子效应的加固技术。     

CCD外围商用器件单粒子效应试验研究

采用中科院近代物理研究所回旋加速器产生的重离子(Kr),对商用的CCD外围器件进行单粒子效应试验研究,包括CCD信号处理器AD9945、高速视频D/A转换器ADC7123以及CCD时钟驱动器CXD3400等.试验得到AD9945、ADV7123在离子线性能量转移(Linear Energy Transfes,LEF)为...     

功率MOS器件单粒子烧毁效应的PSPICE模拟

建立了功率MOS器件单粒子烧毁效应的等效电路模型和相应的参数提取方法,对功率MOS器件的输出特性和单粒子烧毁效应的机理进行了分析和PSPICE模拟,模拟结果与文献中提供的数据相符合,表明所建立的器件模型和模拟方法是可靠的。     

CMOS器件单粒子效应电路级建模与仿真

单粒子效应电路级建模与仿真是近年来的热点问题。为实现更高的准确度和更精细的机制分析,研究了单粒子瞬态受重离子入射位置的影响并解析建模,基于纳米尺度测试芯片的辐照试验结果验证了仿真方法的准确性。以此为基础开发了瞬时辐射效应仿真软件TREES,其输入文件为GDSII格式的版图,软件中通过解析版图提取所有有源区的形状、尺寸信息。软件还包括其他用户自定义选项,包括重离子LET值、待分析区域、激励设置等。输出文件包括对应单次入射的波性文件、单粒子效应敏感区热点图、单粒子效应截面数据等。软件第1版实现了与商用设计流程相集成,可作为Cadence工具栏中的嵌入式软件。软件第2版为不依赖于上下游商业软件的独立软件。本工作可用于评价单元电路或中小规模单粒子效应敏感性,对于熟悉电路级仿真的设计人员,可用于在设计阶段快速评价集成电路的抗辐射加固性能。     

CMOS APS光电器件单粒子效应重离子试验研究

基于新型互补金属氧化物半导体有源像素传感器(ComplementaryMetalOxideSemiconductorActive Pixel Sensor, CMOS APS)光电器件的内部结构特点,分析了重离子对CMOS APS光电器件的影响,以及CMOS APS光电器件的单粒子效应敏感性。结合CMOS APS光电器件的结构特点和辐射影响分析,形成了基于监测数据逻辑状态和图像"白点"相结合的测试方法。在此基础上,利用重离子加速器进行了单粒子效应模拟试验。试验结果表明:当重离子线性能量传输(Linear Energy Transition, LET)低于9.01 MeV·cm2·mg-1时,像素阵列没有出现扰动现象,仅是电荷在像素阵列的不断累积。同时,试验获得单粒子翻转(Single Event Upset, SEU)饱和截面对应的LET值约为42.0 MeV·cm2·mg-1。     

功率MOS器件单粒子栅穿效应的PSPICE模拟

建立了功率ＭＯＳ器件单粒子栅穿效应的等效电路模型和相应的模型参数提取方法,对ＶＤＭＯＳ器件的单粒子栅穿效应的机理进行了模拟和分析,模拟结果与文献中的实验数据相符合,表明所建立的器件模型和模拟方法是可靠的。     

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。     

MOSTET器件单粒子烧毁效应（SEB）截面测量

MOSFET功率管器件是卫星关键器件之一。单粒子烧毁(SEB)效应指由于功率晶体管中的高电流状态致使器件损伤,造成永久性破坏。在本MOSFET功率管烧毁效应截面测量实验装置的探测器室中,DUT为被研究的10片MOSFET功率管器件,连同检测探测器SD2和位置灵敏探测器PPSD一起,固定在可沿焦面移动的小车上。通过92芯真空密封座引出,器件与专用MOSFET功率管测试系     

CMOS APS光电器件单粒子效应电荷收集特性仿真分析

卫星在轨飞行期间,星载电子器件将不可避免地遭受空间带电粒子的辐射,随着半导体技术的不断进步,电子器件的单粒子效应敏感性越来越高,已经成为一个影响其可靠性的重要因素。互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor Active Pixel Sensor,CMOS APS)光电器件因其低功耗、小体积和微重量的优点已成为遥感卫星成像的重要发展方向。为获取CMOS APS光电器件在遭受带电粒子辐射后性能变化的特征,在分析SOI MOSFET(Silicon on Insulator Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)结构和特性的基础上,通过理论分析和数值模拟,分析了重离子在CMOS APS光电器件中引起的辐射损伤,分析晶体管和光电二极管的电荷收集机理。通过TCAD(Technology Computer Aided Design)模拟了电荷收集过程,分析了影响漏电流变化的直接因素,获得了重离子LET(Linear Energy Transition)值、入射位置以及器件偏置电压与漏电流的相互关系,为后续CMOS APS的重离子模拟试验以及抗辐射加固设计提供了理论支撑。     

纳米器件单粒子效应敏感区重离子微束定位分析技术

<正>微束中通常无法实现100%精确的定位辐照,一般采用先粗定位然后扫描的方法确定敏感区位置。之前的微束试验定位方法是基于准直望远镜和显微镜的光学定位方法,即在PET膜和器件进行正式辐照实验前,利用准直望远镜依据估计的束流中心位置确定好各平台的参考位置,然后在实验时依据束流进行对中微调以及对芯片进行精确定位。光学显微镜定位方法,其定位精度通常为几μm,对于纳米器件来说这个定位精度太差。     

MOSFET功率管器件单粒子烧毁效应(SEB)截面测量

对MOSFET功率管进行了16^O、35^Cl、79^Br离子及高剥离态^127I离子的单粒子烧毁(SEB)效应截面测量，得到了SEB截面相对于线性能量转移(LET)值的曲线。对两种类型10片MOSFET功率管器件的SEB截面进行了测量。研究了器件在不同工作条件下，如不同的漏源电压VDs和栅源电压KGs条件下的SEB效应。在相同条件下，^127I的SEB截面比^79Br的高近两个量级。     

14MeV中子引发SRAM器件单粒子效应实验研究

在中国原子能科学研究院的高压倍加器装置上开展了SRAM器件的14 MeV中子单粒子效应实验研究。介绍了中子的产生、中子注量率的测量和调节以及中子单粒子效应的测试等的实验方法,获得了HM628512BLP型和R1LV1616HSA型SRAM器件的14 MeV中子单粒子效应截面。前者与文献的单粒子效应截面在误差范围内一致,验证了实验方法的科学性和可行性。后者与由效应机制出发获得的理论分析结果在量级上一致,对实验结果给出了定性的解释。     

深亚微米SRAM器件单粒子效应的脉冲激光辐照试验研究

利用脉冲激光模拟试验装置对IDT公司0.13 μm工艺IDT71V416S SRAM的单粒子效应进行了试验研究。在3.3 V正常工作电压下,试验测量了单粒子翻转阈值和截面、单粒子闩锁阈值和闩锁电流及其与写入数据和工作状态的关系。单粒子翻转试验研究表明,该器件对翻转极敏感,测得的翻转阈值与重离子、质子试验结果符合较好;该器件对多位翻转较敏感,其中2位翻转占绝大部分且其所占比例随辐照激光能量增加而增大,这与重离子试验结果也一致。单粒子闩锁试验分析了闩锁效应的区域性特点,发现了器件闩锁电流呈微小增大的现象,即表现出单粒子微闩锁效应,分析了这种现象对传统的抗闩锁电路设计可能造成的影响。     

单粒子效应模拟实验研究

单粒子效应是卫星抗辐射加固研究的主要对象之一。文章重点介绍了所建立的模拟实验测量系统、装置和研究方法，提出了二次翻转问题及其修正公式，以及器件的高能质子和１４ＭｅＶ中子单粒子效应的规律相似性，指出今后需重点研究的问题是高能质子及其与１４ＭｅＶ中子等效研究，及对单粒子效应的评估。     

脉冲激光模拟SRAM器件单粒子翻转效应的试验方法研究

针对0.13 μm和0.35 μm工艺尺寸的两款商用SRAM器件进行了脉冲激光背部单粒子翻转效应试验方法研究。单粒子翻转效应主要测试单粒子翻转阈值和单粒子翻转截面,本文主要研究了激光聚焦深度、激光脉冲注量、测试模式和芯片配置的数据对测试两者的影响。试验结果表明：只有聚焦到芯片有源区才可测得最低的翻转阈值和最大的翻转截面,此时的结果与重离子结果基本一致;注量对翻转阈值测试无影响,但注量增大时翻转截面会减小,测试时激光脉冲注量应小于1×10⁷cm^-2;测试模式和存储数据对翻转阈值和翻转截面的影响不大,测试时可不考虑。     

空间单粒子锁定效应研究

空间辐射效应是影响器件空间性能的重要因素,特别是单粒子锁定现象一直是困扰CMOS器件在空间应用的一个难题。为此,文中分析了空间单粒子锁定效应机理、特点、模拟试验及检测方法,并选取典型空间用器件开展了单粒子锁定试验研究,在此基础上,结合试验数据分析给出了单粒子锁定防护方法、监测方法及建议,供相关技术人员参考。     

重离子单粒子效应实验研究

在HI—l3串列加速器上建立了对微电子器件进行单粒子效应模拟实验的辐照和检测技术。利用该Q3D磁谱仪获得种类和能量单一、强度分布均匀且足够弱的重离子辐照源，利用散射室内的半导体探测器和焦面上的位置灵敏半导体探测器监测辐照离子。用该装置和技术测量了在8个传能线密度(LET)值的重离子辐照下引起的几个存储器器件的单粒子翻转（SEI）截面o(L)。从测得的o(L)——LET曲线，结合空间重离子和质子辐照环境模型以及离子与微电子器件相互作用模型计算，预言了器件在空间的单粒子翻转率。     

单粒子效应实验的新进展

单粒子效应实验的新进展@李志常@李淑媛@姜华@刘建成@唐民$航天科技集团五院北京511所@赵洪峰$航天科技集团五院北京502所@曹洲$航天科技信团五院兰州510所