180 nm CMOS微处理器辐照损伤剂量的实验研究

以180 nm互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS)工艺制造的STM32微处理器为实验对象,设计了由被测最小系统电路、剂量计、通讯电路和上位机组成的总剂量效应实验条件。利用60Co源分别在63.3 Gy(Si)·h~(-1)和101.2 Gy(Si)·h~(-1)剂量率下,对14个实验样品进行了在线辐照,通过数据校验实时判断受照样品的功能运行状态;在227.2～855.0 Gy(Si)累积剂量范围内,对75个实验样品进行了离线辐照,对比样品受照前后的功能运行状态。实验结果表明:片内FLASH存储器是STM32微处理器中最先损伤的硬件单元;受照前后,STM32微处理器各引脚的对地阻抗以及片内模拟数字转换器输出值基本无变化,功耗电流略有增加。63.3 Gy(Si)·h~(-1)和101.2 Gy(Si)·h~(-1)在线照射条件下辐照损伤剂量分别为(235.4±16.4)Gy(Si)和(197.4±13.0)Gy(Si);离线照射条件下的辐照损伤剂量介于391.5～497.6 Gy(Si)之间。     

反应堆脉冲中子和γ射线辐照SiGe HBT器件的退火因子及典型直流参数测量分析

本工作测量了反应堆脉冲中子、γ辐照SiGe HBT典型直流电参数和退火因子.在反应堆1×1013 cm2的脉冲中子注量和257 Gy(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.初步分析了SiGe HBT瞬态中子、γ辐射损伤机理.     

典型FLASH存储器~(60)Coγ电离辐射效应测试与分析

通过测量卫星用FLASH存储器的内部存储数据逻辑状态出错(WW≠0)、电源电流、输出高低电平电压、输入漏电流以及交流参数随辐照剂量的变化情况,对FLASH存储器的电离辐射效应损伤规律、敏感参数进行了研究。研究结果表明,FLASH存储器的电离辐射效应损伤规律主要表现为随辐照剂量增加,存储数据逻辑状态出现错误,数据读取、数据擦除以及维持模式下的电源电流逐渐增大,这些参数可以作为辐照敏感参数;动态辐照偏置下存储数据逻辑状态出错时的剂量阈值比静态辐照偏置和不加电辐照偏置条件下大一个数量级以上。     

InGaAsP多量子阱激光二极管及其组件的γ辐射效应

本工作进行多量子阱激光二极管及其组件的γ辐照实验研究，总剂量（以Si计）达5.5×10⁴Gy。结果表明：多量子阱激光二极管抗γ射线辐照能力很强，在实验总剂量下，裸管形式的多量子阱激光二极管的P-I特性、I-V特性及中心波长基本未变化。而多量子阱激光二极管组件因包含光学窗口、耦合透镜及光纤等附属光学元件，这些附属元件受γ辐照后光学性能下降，最终导致激光二极管组件输出光功率随总剂量增大而下降，停止辐照后，不需加偏置，在室温下即能发生退火，使得斜率效率逐渐回升。     

一起^60Co源辐照事故中受照人员的剂量估算

本文报道了一起~(60)Co 源辐照事故中受照人员的剂量模拟测量结果。经调查和现场模拟实验,确定了受照条件。使用组织等效人体模型和 LiF(Mg,Cu,P)热释光剂量计测定了受照人员的器官吸收剂量。事故受照人员 F(男)和 L(男)的造血干细胞活存计权等效剂量分别为1.24和0.3 Gy,红骨髓计权平均剂量分别为1.29和0.31 Gy,全身平均吸收剂量分别为1.22和0.32 Gy。     

星载DC-DC电源转换器总剂量辐射损伤效应研究

对低功率、双输出型DC-DC电源转换器⁶⁰Coγ辐照后的总剂量辐射损伤及辐照后退火效应进行研究。探讨了器件在不同负载、不同输入电压条件下输入电流I_in、正路/负路输出电压V_out、正路输出电流I_out、抑制模式下的输入电流I_inhibit等参数随总剂量、退火时间的变化关系。实验结果表明：虽然同为小功率器件（DVHF2812DF与DVTR2815DF）,但抗总剂量辐射能力有所差异,这与以往结果不同;由于氧化物正电荷的累积,在追加辐照时器件参数发生很大变化;满功率负载条件下器件的电参数随总剂量变化明显;抑制模式下输入电流可作为一评估器件抗辐射能力的敏感参数。     

偏置条件对NPN型锗硅异质结双极晶体管电离辐射效应的影响

本文研究了不同偏置条件下国产商用NPN型锗硅异质结双极晶体管(Silicon germanium hetero-junction bipolar transistors,SiGe HBTs)在60Coγ辐射环境中电离辐照响应特性和变化规律。实验结果表明,在0.8 Gy(Si)·s-1剂量率辐照下,总累积剂量达到1.1×104 Gy(Si)时,发射结反向偏置条件下60Coγ射线辐照对SiGe HBTs造成的损伤最大,零偏次之,正偏损伤最小;经过一定时间的退火后,零偏恢复程度最小,而正偏和反偏时的恢复趋势以及程度相同。分析了不同偏置状态下其电离辐照敏感参数随累积总剂量以及退火时间的变化关系,讨论了引起电参数失效的潜在机理。     

MOS器件总剂量效应敏感参数及其损伤阈值的概率模型分析

针对特征工艺尺寸为0.6μm NMOS进行了60Co电离辐照试验,分析了MOS器件总剂量辐照效应的原因,详细介绍了处理电离辐照试验数据的方法.建立了总剂量辐照效应的损伤阈值的统计概率模型,估计模型参数并对其进行了验证,结果表明,N型MOS的失效剂量更服从于威布尔函数分布;对不同辐照剂量下的NMOS敏感参数的损伤程度进行了统计分析,结果表明,器件的关态漏电流的增加量服从威布尔分布,关态漏电流在同等置信度下的不确定度随辐照总剂量增大.     

掺锗石英光纤的稳态和瞬态γ辐射效应研究

开展了掺锗石英光纤在1.0×10~(-4)~0.5Gy(Si)/s剂量率下的稳态γ辐照实验和10~6~10~9 Gy(Si)/s剂量率下的瞬态γ辐照实验。结果表明:光纤辐射感生损耗与辐照总剂量呈饱和指数关系,与色心浓度微分方程推导出的结论相一致。在辐照总剂量相同的情况下,光纤辐射感生损耗随辐照剂量率的增大而增大。辐照期间有光注入较无光注入时的光纤辐射感生损耗低,证实了光褪色效应的存在。对实验用650、850和1 310nm 3个波长,光纤辐射感生损耗随波长的增大而减小。与光纤稳态辐射感生损耗相比,光纤瞬态辐射感生损耗要大得多;光纤瞬态辐射感生损耗峰值与脉冲总剂量呈线性关系,这与饱和指数关系在低剂量下的泰勒展开近似一致。     

电子束辐照聚酰亚胺薄膜的热刺激电流研究

报道用热刺激电流研究聚酰亚胺薄膜受电子束辐照前后试样中陷阱密度的变化,并对这些试样进行了介电性能的研究。通过不同辐照剂量下相应的热刺激电流表示了陷阱密度的变化与辐照剂量的关系。在75℃时热刺激电流(TSC)曲线出现一显著的电流峰,峰值位置与辐照剂量无明显关系。实验表明辐照使各个能级下的陷阱密度均匀变化,并与辐照剂量成指数关系。介质损耗因数随辐照剂量增加而升高。当辐照剂量为5×10~6Gy时,陷阱密度和介质损耗因数均出现反常变化。