瞬态闭锁试验在0.13 μm大规模集成电路中引起的潜在损伤

瞬态剂量率辐射试验会引起集成电路发生损伤或失效，其原因至少有两种：闭锁大电流引起的电路内部金属互连熔融；累积电离总剂量引起的氧化层电荷造成阈值电压偏移。本文以一种0.13 μm体硅CMOS处理器为对象，研究了瞬态剂量率和稳态电离总剂量辐射效应规律。结果表明：瞬态剂量率闭锁效应对处理器造成了显著的潜在损伤，导致其总剂量失效阈值从1 030 Gy(Si)降低至600 Gy(Si)。研究结论对于大规模集成电路的可靠性评估和指导辐射加固设计有重要参考意义。     

UWB电磁脉冲圆孔耦合计算及试验研究

采用电磁场数值计算软件CST计算了前沿为400 ps的UWB电磁脉冲辐射场通过不同直径的圆形孔耦合到金属屏蔽腔体内的电场,对相同尺寸的带圆孔的金属屏蔽腔体在UWB辐射模拟源上进行了验证试验.通过理论计算和试验测试得到的电场衰减系数符合较好,证明采用的UWB电磁脉冲圆孔耦合计算及试验的方法是可行、正确的.     

LFMCW雷达的距离/多普勒处理

基于线性调频连续波雷达可提取目标的距离信息和多普勒频率,分析了线性调频连续波在高频雷达中的应用,推导出差频信号的表达式和利用二维快速傅里叶变换进行距离/多普勒处理的理论。提出了将距离/多普勒处理技术与自适应数字波束形成技术相结合,对杂波和干扰进行抑制的同时提取回波目标信息的方法。经计算机仿真结果表明,其方法有效可行。     

瞬时剂量率效应激光模拟测试技术

瞬时剂量率辐射效应模拟测试存在着试验资源有限、环境电磁干扰强、重复性不高等不利因素。本文开发了瞬时剂量率效应脉冲激光模拟测试技术,以1 064 nm激光构建完整精细的剂量率效应地面模拟测试系统。利用此系统开展了不同工艺节点、不同沟道类型、不同衬底形式的瞬时剂量率效应实验研究。仿真实验结果表明相同条件下,体硅器件光电流比绝缘衬底上的硅(SOI)器件大10倍以上,光电流受源漏电压影响也大于SOI器件。     

康普顿散射对X射线透射谱的影响

采用一定组分的材料对X射线进行辐射屏蔽,可以吸收大部分的低能光子,减少X射线对电子系统的辐射损伤。但通过研究发现,由于康普顿散射的影响,在一定条件下,透射谱中的低能光子数不但没有减少反而大于入射谱,这对于电子元器件的辐射防护是不利的。通过改变入射源光子能谱、探测器位置、屏蔽材料类型以及屏蔽材料厚度等参量,采用蒙特卡罗方法计算并分析了散射光子对X射线透射谱的影响,得到了康普顿散射光子对X射线透射谱的影响规律,并提出了降低散射光子影响的几种措施。     

反熔丝FPGA器件γ剂量率辐射效应规律探讨

FPGA系统电路进行抗γ剂量率器件选择是非常困难的。针对FPGA器件抗γ剂量率性能优选,试验研究了3种反熔丝FPGA器件的7剂量率辐照效应规律。全部样品均出现了低阈值γ剂量率扰动效应,但均未产生高γ剂量率闭锁效应。FPGA器件低阚值γ剂量率失效主要是瞬时光电流扰动引起了时序逻辑功能的失效,而其模块海间的反熔丝开关电阻却对产生闭锁效应的大的辐射浪涌电流提供了保护。实验结果表明,系统电路设计加固是其实现抗γ剂量率最有效的方法。     

可编程器件的瞬时电离辐射效应及加固技术研究

概述了国内外瞬时电离辐射效应的研究历程。针对空间电子学系统常用的两种类型可编程器件(32位微控制器和反熔丝FPGA),分别研制了辐照试验长线动态测试系统,在"强光一号"脉冲加速器上开展了γ瞬时电离辐照试验。试验数据表明:32位微控制器的瞬时电离辐射效应表现为复位重启和闭锁,闭锁阈值为6×107Gy/Si.s,反熔丝FPGA的瞬时电离辐射效应表现为瞬时扰动和复位重启,二者的工作电流都随着剂量率的增加而升高。分析了两种可编程器件的瞬时电离辐射损伤机理,提出了一种"瞬时回避+数据备份与恢复"的抗瞬时电离辐射的电路设计加固方法。     

γ射线测距中散射光子影响因素的蒙特卡罗模拟

基于散射光子的γ射线测距技术,具有测距精度高、响应速度快、可靠性高、体积小、重量轻等特点,适用于在苛刻空间环境中实现近距离高精度的高度测量。本文采用蒙特卡罗程序MCNP建立模型,模拟不同条件下散射光子的能量、强度的变化规律,分析了探测距离、源 探距离、γ射线能量、靶目标厚度以及靶目标材料的变化对反散射峰光子能量与强度的影响,得出以下结论：反散射峰光子能量与靶目标厚度（>7 cm）、靶目标材料无关,与γ射线能量、源 探距离正相关,与探测距离负相关;反散射峰光子强度与靶目标厚度（>7 cm）无关,与探测距离正相关,与γ射线能量、源 探距离、靶目标材料负相关。对于不同靶目标材料,模拟计算的反散射峰光子能量分布区间与理论计算结果一致,证实本文γ射线散射光子测距技术的仿真方法可行、结果可信。     

微机电系统加速度计辐射效应

综述了微机电系统(MEMS)加速度计辐照效应与辐照机理国内外现状,阐释了其加固技术研究的必要性。介绍了不同类型MEMS加速度计的辐射敏感性及材料的辐射退化机理、不同材料的辐射损伤表现及硅材料的辐射效应;重点分析了MEMS加速度计国内外辐照试验研究,最后给出了MEMS加速度计辐射加固研究方向的建议。     

ONO反熔丝结构的电离辐照性能研究

描述了ONO反熔丝的物理结构,采用ONO薄膜传导模型分析了ONO反熔丝结构在受到电离辐照时,其内部电子-空穴的运动规律。分别对ONO反熔丝FPGA A1460A和A40MX04进行了电离辐照实验,测试了电流与辐照剂量的关系以及FPGA功能失效阈值。理论分析和实验数据说明了该结构比单层SiO2具有更好的抗电离辐照性能。