辐照源对LVMOS器件总剂量辐射电离特性的影响

基于0.18μm CMOS工艺,采用浅槽隔离(STI)注入法对1.8 V LVNMOS器件进行总剂量加固,并对比分析了⁶⁰Co (315 keV)与X射线(40 keV)辐照源对LVNMOS器件总剂量特性的影响。研究结果表明,在相同偏置条件下,⁶⁰Co与X射线两种辐照源对MOS器件的辐射电离效应具有一定的差异性,前者同时具有康普顿效应和光电效应,后者是光电效应,主要是光子与内层电子作用。由LVNMOS总剂量辐照特性推测,X射线辐照源引起LVNMOS的SiO₂层中产生的电子与空穴高于60Co。     

SOI MOSFET器件X射线总剂量效应研究

研究了以10keV X射线为辐照源对注氧隔离(SIMOX)SOI MOSFET器件进行辐照的总剂量效应.采用ARACOR 10keV X射线对埋氧层加固样品与未加固的对比样品在开态和传输门态两种辐照偏置下进行辐照,分析了器件的特性曲线,并计算了SOI MOS器件前栅与寄生背栅晶体管辐照前后的阈值电压的漂移.实验结果表明,加固样品的抗辐射性能优越,且不同的辐照偏置对SOI MOSFET器件的辐照效应产生不同的影响.     

SOI器件X射线与60Co γ射线总剂量效应比较

为进行10 keV X射线和60Co γ射线总剂量辐射效应的比较,采用这两种辐射源对SOI (Silicon-on-Insulator) n-MOSFET在不同偏置条件下进行总剂量辐照试验,分析了SOI NMOS器件在两种辐射源下辐照前后的阈值电压的漂移值并进行比较.实验结果表明,SOI NMOS器件的前栅特性中X射线与60Co γ射线辐照感生阈值电压漂移值的比值α随总剂量增加而增大,而背栅特性中α值在不同偏置条件下变化趋势是不同的;在总剂量为1×106 rad(Si)时,前栅器件α值为0.6～0.75,背栅器件α值为0.76～1.0.     

高压VDMOS器件的研制及其抗辐照特性研究

利用SILVACO工艺模拟软件和器件模拟软件以及L—Edit版图设计工具,我们对一款高压VDMOS功率器件进行了模拟仿真和优化设计。利用自主开发的VDMOS工艺流程完成了器件的实际流片。测试结果表明,器件的源漏击穿电压达到600V以上,导通电阻小于2．5Ω,跨导为4S,栅一源泄漏电流约为±100nA,零栅电压时的漏一源泄漏电流约为10υA,二极管正向压降约为1．2V。采用二维器件模拟仿真工具以及相关物理模型对所研制的高压VDMOS器件的SEB和SEGR效应进行了分析,并通过对所研制的器件样片采用钴-60y射线源进行辐照实验,研究了在一定剂量率、不同总剂量水平下辐照对所研制的高压VDMOS器件相关电学参数的影响。     

基于电子束光刻的LIGA技术研究

提出了基于电子束的LIGA(Lithographie，Galvanoformung，Abformung)技术新概念。根据Grune公式就电子束能量对抗蚀剂刻蚀深度的影响进行了理论分析，并在SDS—2电子束曝光机上分别采用5keV、10keV、15keV、20keV、25keV、30keV等能量的电子束对国产胶苏州2号进行了曝光实验，得出了能量／刻蚀深度关系曲线。用5keV、30keV两种能量的电子束，通过改变曝光时间进行了曝光剂量对刻蚀深度的影响实验，得出了曝光剂量—刻蚀深度关系曲线。实验结果表明，增大电子束能量或增强曝光剂量，就可以增大刻蚀深度，证明了基于电子束光刻的LIGA技术不但是可行的，而且更易于加工各种带曲率的微器件。     

MOS器件在不同源辐照下总剂量效应的异同性研究

介绍了加固型CMOS电路在^60Co—γ射线源、10MeV以下的质子、1～2MeV的电子等辐射源辐照下的总剂量效应实验。结果表明，在相同吸收剂量和 5V栅压的偏置条件下，1MeV的电子与^60Co—γ射线源对器件的损伤相当。质子与^60Co-γ射线源对器件的辐射损伤，在不同的栅压偏置下有不同的结果。 5V栅压下，能量在10MeV以下的质子对器件的损伤小于^60Co-γ射线源，且质子对器件的辐射损伤随着质子能量的增加而增加；在零栅压的偏置条件下，质子对器件的损伤与^60Co-γ射线源对器件的损伤相当。通过对实验结果的分析认为，用实验室常用的^60Co-γ射线源可以模拟MOS器件在质子、电子辐射环境下的最劣总剂量效应。     

电场偏置对MOS器件电离辐射效应的影响

研究了外加电场对MOS器件电离辐射效应的影响.采用10 keV X射线对MOS器件在正/反电场偏置条件下进行总剂量辐射,分析了MOS器件辐射前后阈值电压的漂移量.实验结果表明,正偏情况下MOS器件的阈值电压漂移量远大于反偏情况下MOS器件的阈值电压漂移量.基于一维连续性方程,在考虑电子-空穴对的复合/逃逸率、电子及空穴的捕获横截面与外加电场关系的基础上,模拟了辐射诱生栅氧化层内陷阱电荷与辐射总剂量之间的关系,分析了陷阱电荷对MOS器件阈值电压的影响,仿真结果与实验数据吻合良好.     

偏置条件对NMOS器件X射线总剂量效应的影响

采用10 keV X射线,对NMOSFET在不同偏置条件下进行总剂量辐射,分析了辐照前后辐射感生的氧化物陷阱电荷与界面态电荷对MOS器件阈值电压的影响以及辐射导致漏电现象.实验结果表明,对于NMOSFET,On偏置条件是最劣偏置条件,Off偏置条件是最优偏置条件.     

p沟VDMOS的设计及抗辐照特性研究

借助半导体仿真工具Silvaco中所提供的工艺摸拟器(Athena)和器件摸拟器(Atlas),及L-Edit版图设计工具,设计了一款击穿电压高于-90 V、阈值电压为-4 V的p沟VDMOS器件。经实际流片测试,器件的导通电阻小于200 m!,跨导为5 S,栅-源泄漏电流和零栅电压时的漏-源泄漏电流均在纳安量级水平,二极管正向压降约为-1 V。采用2-D器件仿真方法以及相关物理模型对所设计的p沟VDMOS器件的单粒子烧毁(SEB)和单粒子栅击穿(SEGR)效应进行了分析和研究,并通过对所获得的器件样片采用钴-60"射线源进行辐照实验,研究了在一定剂量率、不同总剂量水平条件下辐照对所研制的p沟VDMOS器件相关电学参数的影响情况。     

MOS器件及电路的总剂量辐射效应测试技术

介绍了半导体器件与电路的总剂量辐射效应及其测试技术,主要分析了MOS器件的效应机理、总剂量效应试验模拟源以及各种模拟源辐射环境的测量方法,最后给出了部分实验结果,并对其进行了讨论。     

三沟道BCCD在X光区光电特性的数值模拟

本文对三沟道体电荷耦合器件（BCCD）在X光区的光电特性进行了数值模拟,结果表明：磁对X光的吸收曲线了硅制的三沟道BCCD不能在XI我区实现多光谱成像,通过理论分析,指出了能保证BCCD在X光区工作的衬底材料所应满足的吸收曲线,利用这种新材料制成的三沟道BCCD,其光敏特性可以分别在1．8keV,1.2keV,0.6keV处出现最大值。     

PMOS剂量计对60Co和10keV光子的剂量响应差异

针对P型金属氧化物半导体(PMOS)剂量计对⁶⁰Co和10keV光子的剂量响应差异问题,本文对400nm-PMOS剂量计进行了不同栅压条件下⁶⁰Coγ射线和10keVX射线的对比辐照试验,并通过中带电压法和电荷泵法分离氧化物陷阱电荷和界面态陷阱电荷的影响,发现PMOS对10keV光子的响应明显低于⁶⁰Coγ射线,其中主要的差异来自氧化物陷阱电荷,退火的差异表示不同射线辐照下的陷阱电荷竞争机制不同,不同的分析方法也带来一定差异。通过使用剂量因子和电荷产额修正,减小了剂量响应的差异,同时对响应的微观物理机制进行了解释。通过有效剂量修正和电荷产额修正可以很大程度上减小不同能量的剂量响应差异,为PMOS的低能光子辐射环境应用提供了参考。     

GaAs粒子探测器的能谱特性

阐述了具有 M- S- M结构的 Ga As粒子探测器在α、β粒子、光子、X射线辐照下 ,在室温时测得的能谱特性。对2 41 Am 5.48Me V的α粒子 ,其电荷收集率 (CCE)和能量分辨率 (FWHM)的最好结果分别为 45%和 7%。对 5 7Co 1 2 2 ke V的 X射线能量分辨率约为 30 %。该探测器对 90 Sr2 .2 7Me V的β粒子有最小的电离粒子谱。探测器在累积照射量为 1 3 k Gy的光子 1 3 7Cs(662 ke V)辐照下 ,辐照前后的电荷收集率无明显变化。诸多实验结果表明 ,该探测器具有较强的抗辐射能力     

Low‐Dose X‐ray Activation of W(VI)‐Doped Persistent Luminescence Nanoparticles for Deep‐Tissue Photodynamic Therapy

Although photodynamic therapy (PDT) has served as an important strategy for treatment of various diseases, it still experiences many challenges, such as shallow penetration of light, high‐dose light irradiation, and low therapy efficiency in deep tissue. Here, a low‐dose X‐ray‐activated persistent luminescence nanoparticle (PLNP)‐mediated PDT nanoplatform for depth‐independent and repeatable cancer treatment has been reported. In order to improve therapeutic efficiency, this study first synthesizes W(VI)‐doped ZnGa₂O₄:Cr PLNPs with stronger persistent luminescence intensity and longer persistent luminescence time than traditional ZnGa₂O₄:Cr PLNPs. The proposed PLNPs can serve as a persistent excitation light source for PDT, even after X‐ray irradiation has been removed. Both in vitro and in vivo experiments demonstrate that low‐dose (0.18 Gy) X‐ray irradiation is sufficient to activate the PDT nanoplatform and causes significant inhibitory effect on tumor progression. Therefore, such PDT nanoplatform will provide a promising depth‐independent treatment mode for clinical cancer therapy in the future.     

Hard Radiation Detection from the Selenophosphate Pb2P2Se6

The heavy metal selenophosphate, Pb₂P₂Se₆, is a promising new material for cost‐effective X‐ray/γ‐ray detection. Crystal boules of Pb₂P₂Se₆ up to 25 mm in length and 15 mm in diameter are grown by a vertical Bridgman method. They are cut and processed into size‐appropriate wafers for physical, photo‐transport property studies, as well as γ‐ray detector testing. The material is a semiconductor with an indirect bandgap of 1.88 eV and has electrical resistivity in the range of 1 × 10¹⁰ Ω cm. Pb₂P₂Se₆ single crystal samples display a significant photoconductivity response to optical, X‐ray, and γ‐ray radiation. When tested with a ⁵⁷Co γ‐ray source, Pb₂P₂Se₆ crystals show spectroscopic response and several generated pulse height spectra resolving the 122.1 and 136.5 keV ⁵⁷Co radiation. The mobility–lifetime product of Pb₂P₂Se₆ is estimated to be ≈3.5 × 10^?5 cm² V^?1 for electron carriers. The Pb₂P₂Se₆ compound melts congruently at 812 °C and has robust chemical/physical properties that promise low cost bulk production and detector development.     

小径管道射线探伤技术中源侧缺陷的放大

目的研究射线探伤中投影成象对缺陷的放大作用;方法根据管道的射线成象原理,分析投影成象对管道中缺陷的放大;结果由于射线源侧缺陷与胶片侧(转换屏)缺陷距胶片(转换屏)的距离不同,造成射线源侧缺陷在底片上所成的象比实际缺陷尺寸有一定的放大;结论在小直径(〈76mm)管道射线底片评级时,应考虑缺陷在管道中所处的大致位置及对应的放大系数.     

HCl氧化物MOS结构质子辐照诱导的界面陷阱效应

用微分电容法研究质子辐照HCl氧化物铝栅MOS结构诱导的界面陷阱,栅氧化层在1 160℃很干燥的、含0～10％HCl的气氛中热生长而成,质子辐照能量为120～300keV,注入总剂量范围为8×10~(13)～1×10~(16)p/cm~2。结果表明,辐照诱导的界面陷阱能级密度随质子能量、剂量增加而增加。然而,氧化层中掺入6％HCl时,辐照诱导的界面陷阱明显减少。这样,已能有效地改变MOS器件的抗辐照性能。实验结果可用H~+二级过程解释。     

基于激光等离子体X光源的软X射线全息显微成像实验的模拟研究

对目前实际可获得的台式激光等离子体X射线光源各种性能进行了分析 ,论证了利用这类设备获得有实际应用价值的X光全息图的可行性。并在此基础上进行数值模拟 ,讨论了各种参数对实验结果的影响 ,讨论了缩短实验时间及获得更高分辨率的可能途径。