金属-二氧化硅-半导体(MOS)结构的电子辐照效应

金属.二氧化硅-半导体(MOS)结构对于SiO2-Si界面非常敏感,能够方便地反映出氧化层电荷、界面态密度等参数.为了研究MOS结构的电子辐照效应,采取了能量为0.8 MeV,辐照剂量范围为2×1013～1×1014cm-2屯的电子束作为辐照源.实验发现,MOS结构经电子辐照后,在SiO2-Si界面处引入界面态,并且在二氧化硅内部积累正电荷.通过对MOS结构在电子辐照前后高、低频C-V曲线的测试,测试出辐照在氧化层引入的界面态密度达到了1014cm-2eV-1,而积累的正电荷面密度达到了10-2cm-2.同时得到了界面态密度和积累电荷密度与辐照剂量的关系.     

γ辐照对硅单晶电学参数的影响

对CZ(直拉法)和FZ(区熔法)硅单晶进行了一定剂量的γ辐照实验,并将辐照前后的电学参数变化进行了对比.结果表明,在实验中所用剂量的γ辐照,对CZ和FZ硅单晶电阻率影响不大而对其少子寿命影响很大.     

激光辐照Ba0.5Sr1.5Na0.6K0.4Nb5O15压电陶瓷研究

采用CO2激光辐照方法,Ba0.5Sr1.5Na0.6K0.4Nb5O15(BSKNN)陶瓷压电性能得到显著提高。其最佳辐照工艺参数为:辐照功率密度Pmax=764.33 W/cm2,辐照时间t=90 s。与未辐照样品相比,激光辐照后BSKNN陶瓷压电常数有显著提高,d15从61.6 pC/N提高到了120.0 pC/N。采用X射线衍射和扫描电镜,分析了激光辐照BSKNN陶瓷的物相、显微结构和性能改变的机理。     

GaAs MESFET电子辐照效应的研究

本文研究了GaAs MESFET的12MeV电子辐照效应.在n型VPE GaAs有源层中电子辐照感生了E_1~＇(E_c-0.38eV)、E_2~＇(E_c-0.57eV)、E_s~＇(E_c-0.74eV)缺陷.研究表明,GaAsMFSFET参数的变化主要是由于载流子去除效应.对器件载流子去除率进行了计算,其值在8-30cm~(-1)范围内.迁移率退化因子是比较小的,在室温大约为10~(-17)cm~2量级.     

GaN基PIN紫外探测器的质子辐照效应

制备了GaN基PIN结构紫外探测器.用能量为2MeV的质子对器件依次进行注量为5×1014 cm-2和2×1O15 cm-2的辐照.通过测量辐照前后器件的Ⅰ-Ⅴ曲线和光谱响应曲线,讨论了不同注量的质子辐照对GaN基紫外探测器件性能的影响.Ⅰ-Ⅴ特性表明,辐照使器件的反向暗电流增大,正向开启电流减小,并减小了器件的响应率,使峰值响应波长向短波方向稍有移动.为分析器件的辐照失效机理,研究了质子辐照对GaN材料的拉曼散射谱(Raman谱)和光致发光谱(PL谱)的影响.拉曼散射谱表明,A1(LO)模式随辐照注量向低频移动,通过拟合A1(LO)谱形,得到辐照使材料的载流子浓度降低的结果.PL谱表明,辐照使主发光峰和黄光峰强度降低,并出现一些新的发光峰,分析认为这是由于辐照引起了N空位缺陷和其他一些缺陷的亚稳态造成.     

SiGe HBT60Coγ射线辐照效应及退火特性

研究了国产SiGe异质结双极晶体管(HBT)60Co γ射线100Gy(Si)～10kGy(Si)总剂量辐照后的辐照效应及辐照后的退火特性.测试了辐照及退火后的直流电参数.实验结果显示,辐照后基极电流(Ib)明显增大,而集电极电流(Ic)基本不变,表明Ib的增加是电流增益退化的主要原因.退火结果表现为电流增益(β=Ic/Ib)继续衰降,表明SiGe HBT具有"后损伤"效应.对其机理进行了探讨,结果表明其主要原因是室温退火中界面态继续增长引起的.     

SiGe HBT 60Co γ射线辐照效应及退火特性

研究了国产SiGe异质结双极晶体管(HBT)60Co γ射线100Gy(Si)～10kGy(Si)总剂量辐照后的辐照效应及辐照后的退火特性.测试了辐照及退火后的直流电参数.实验结果显示,辐照后基极电流(Ib)明显增大,而集电极电流(Ic)基本不变,表明Ib的增加是电流增益退化的主要原因.退火结果表现为电流增益(β=Ic/Ib)继续衰降,表明SiGe HBT具有"后损伤"效应.对其机理进行了探讨,结果表明其主要原因是室温退火中界面态继续增长引起的.     

SiGe HBT的脉冲中子及γ辐射效应

测量了反应堆脉冲中子及γ辐照SiGe HBT典型电参数变化.在反应堆1×1013cm-2的脉冲中子注量和256.85Gy(Si)γ总剂量辐照后,SiGe HBT静态共射极直流增益减小了20%.辐照后基极电流、结漏电流增大,集电极电流、击穿电压减小.特征截止频率fT基本不变,fmax略有减小.初步分析了SiGe HBT反应堆脉冲中子及γ辐射的损伤机理.     

SiGe HBT的脉冲中子及γ辐射效应

测量了反应堆脉冲中子及γ辐照SiGe HBT典型电参数变化.在反应堆1×1013cm-2的脉冲中子注量和256.85Gy(Si)γ总剂量辐照后,SiGe HBT静态共射极直流增益减小了20%.辐照后基极电流、结漏电流增大,集电极电流、击穿电压减小.特征截止频率fT基本不变,fmax略有减小.初步分析了SiGe HBT反应堆脉冲中子及γ辐射的损伤机理.     

基于EMVA1288标准的图像传感器辐照效应参数测试系统的研制

提出了光电图像传感器辐照效应参数测试需要解决的问题,简述了光电图像传感器参数测试国际标准(EMVA1288)的原理和要求,建立了基于EMVA1288国际标准的光电图像传感器辐照效应测试系统,并进行了辐照试验验证.验证试验表明:该系统能对光电图像传感器辐照前后的时域、空域和光谱类参数进行测试,较好地解决了光电图像传感器辐照效应测试难题,如测试效率、数据可比对、兼容和拓展性等,具有较好的推广应用前景.     

中子辐照对彩色CMOS图像传感器性能的影响

对一种彩色互补金属氧化物半导体(CM0S)图像传感器芯片进行了反应堆中子的辐照实验研究,利用图像分析软件分析了辐照前后芯片的暗输出图像的平均暗输出、暗输出不均匀性和动态范围等参数;与γ射线辐照很不相同,中子辐照器件的暗输出图像上出现许多大而密的斑点和条纹,图像上有很多白点和白点串;经过长时间室温退火后的图像质量没有明显改善.文章初步探讨了CMOS图像传感器的辐照损伤机理.     

中子辐照对彩色CMOS图像传感器性能的影响

对一种彩色互补金属氧化物半导体(CM0S)图像传感器芯片进行了反应堆中子的辐照实验研究,利用图像分析软件分析了辐照前后芯片的暗输出图像的平均暗输出、暗输出不均匀性和动态范围等参数;与γ射线辐照很不相同,中子辐照器件的暗输出图像上出现许多大而密的斑点和条纹,图像上有很多白点和白点串;经过长时间室温退火后的图像质量没有明显改善.文章初步探讨了CMOS图像传感器的辐照损伤机理.     

电离辐射对Si_3N_4/SiO_2/Si双界面系统的作用

采用氩离子刻蚀XPS(X光激发电子能谱)分析对S i3N4/S iO2/S i双界面系统进行了电离辐照剖面分析。实验结果表明:电离辐照能将S iO2和S i构成的界面区中心向S i3N4/S iO2界面方向推移,同时S iO2/S i界面区亦被电离辐照展宽。在同样偏置电场中辐照,随着辐照剂量的增加电离辐照相当程度地减少位于S iO2/S i界面区S i3N4态(结合能B.E.101.8 eV)S i的浓度。同时辐照中所施偏置电场对S iO2/S i界面区S i3N4态键断开有显著作用。文中就实验现象的机制进行了初步探讨。     

高强度聚焦超声增效及超声显像技术研究

首先采用超声乳化离心法制备载液态氟碳全氟己烷(PFH)富勒烯纳米球(PFH-C60),然后应用高强度聚焦超声(HIFU)对各组样品进行辐照后行体外超声显像,再另取新鲜离体牛肝,分别局部注射生理盐水、C60溶液及PFH-C60溶液后,给予相同参数的HIFU辐照,观察各组辐照区域视频灰度变化及肿瘤凝固性坏死情况.实验结果发现,PFH-C60可增强HIFU消融效果及体外超声显像;PFH-C60体外超声显像呈无回声,行一定参数HIFU辐照后超声信号明显增强;牛肝注射PFH-C60后行HIFU辐照,较NS组及C60组辐照区灰度变化面积和变化值有显著差异(误差概率P＜0.01),且凝固性坏死体积明显增大(P＜0.01).实验研究表明,载液态氟碳富勒烯纳米球具备超声成像与增效HIFU的功能.     

AlGaN/GaN异质结材料的中子辐照效应

采用归一化能量1 MeV的中子脉冲反应堆对AlGaN/GaN异质结材料进行了辐照研究.实验发现,经1015cm-2注量的中子辐照后,异质结材料的二维电子气(2DEG)载流子浓度(ns)下降,而2DEG迁移率由于受到ns的调制作用略有增加,同时辐照导致的载流子浓度ns下降造成了沟道串联电阻的增加和异质结构阈值电压(VTH)的正向漂移.分析认为,辐照感生类受主缺陷是造成ns下降和阈值电压漂移的原因.原子力显微镜(AFM)和X射线衍射仪(XRD)的测试结果表明,辐照后材料的表面形貌有所恶化,材料应变基本不变,而材料的螺位错和刃位错密度辐照后都略有增加.此外,实验结果还表明初始材料质量越好,辐照退化越小.     

用真空紫外辐照研究Si-SiO_2界面的氧化层陷阱和界面态

以氦灯真空紫外光源研究了辐照下 n(100)硅衬底MOS样品的氧化层陷阱和Si-SiO_2界面态.发现在湿氧和干氧氧化层中都存在密度为10~(12)/cm~2数量级的空穴陷阱,部分氧化层中有密度为10~(11)/cm~2的受主型电子陷阱.湿氧样品在正偏置和零偏置辐照后出现具有确定能级(E_c-E_s(?)0.40eV)的界面态密度宽峰.辐照引进的界面态和空穴被陷阱俘获有关,在1×10~(10)～5 × 10~(11)cm~(-2)·eV~(-1)范围,禁带中央界面态密度正比于被俘获空穴的密度.辐照产生的界面态不能由电子注入加以消除.本文由空穴俘获-弱键破裂模型讨论了实验结果.     

辐照条件下光电耦合器的电流传输比模型

研究了辐照对光电耦合器各组成部分光电参数影响的机理,建立了光电耦合器在辐照条件下的电流传输比(CTR)模型.研究结果表明,辐照在发光二极管(LED)中引入界面态陷阱,产生非辐射复合,使LED的输出光功率下降;辐照改变了光敏二极管的少数载流子扩散长度,使光照产生的等效载流子数减少,进而使同样光照下的光电流减少;辐照在晶体管基极引入表面态陷阱,使基极复合电流增加,晶体管增益下降,从而使光电耦合器CTR下降.实验结果验证了所得理论模型的正确性.     

氮化镓异质结高能电子辐照的电子背散射衍射研究

利用2MeV电子辐照氮化镓(GaN)异质结,辐照剂量分别为1×1015/cm2和5×1015/cm2.电子背散射衍射(EBSD)菊池图的图像质量IQ值随辐照剂量的增加而增大,对应的表层应变或畸变减小.扫描电镜能谱(SEM/EDS)分析发现氧原子在外延层心部发生富集,表明高能电子辐照在GaN外延层内引入晶格损伤.表层应变...     

Pt/HgInTe肖特基红外探测器的抗辐照特性

碲铟汞Hg3In2Te6是(In2Te3)X-(Hg3Te3)1-X(X=0.5)的化合物,被称为缺陷相化合物.为了研究γ辐照对碲铟汞肖特基红外探测器的影响,首先运用直流平面磁控溅射技术在单晶HgInTe表面形成了Pt/Hg3In2Te6接触,然后对HgInTe晶片及其制作的Pt/HgInTe肖特基器件用不同剂量的γ射线进行辐照,利用I-V测试仪对其辐照前后的I-V特性进行测量,得到了辐照前后的反向漏电流,利用傅里叶红外光谱仪对辐照前后的响应光谱进行了对比,发现在短波方向响应光谱随辐照剂量的增大明显下降,但辐照剂量对于峰值波长的位置和截止波长的位置基本上没有明显影响,同时对辐照前后器件的探测率进行了对比,发现探测率随着辐照剂量的增大有所下降,但下降幅度和器件本身性能有关.最后对γ辐照引起探测器性能变化的辐照损伤机制进行了探讨,认为HgInTe在辐照剂量达到1×108 rad(Si)时,其性能也没有数量级的变化,具有很好的抗辐照特性.     

脉冲中子辐照在硅中引起缺陷的研究

研究了脉冲中子辐照的中子嬗变掺杂 (NTD)硅二极管中缺陷的形成及其退火特征 ,并与热中子辐照样品进行了比较。深能级瞬态谱仪 (DL TS)测量表明硅中主要存在五类电活性缺陷 :氧空位 E1(Ec- 0 .19e V) ,不同荷电态的双空位 E2 (Ec- 0 .2 8e V)和 E4 (Ec- 0 .4 0 e V) ,双空位与氧杂质相结合的络合物 E3 (Ec- 0 .31e V) ,以及与样品材料原生缺陷有关的辐照感生缺陷 E5(Ec- 0 .4 8e V)。实验结果表明 ,脉冲中子辐照由于其高的中子能量和辐照剂量率 ,导致复杂络合物的浓度高于简单缺陷浓度。进一步 4 0 0℃温度以下退火实验显示了缺陷的分解和重建过程