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.     

SiGe HBT 60Co γ辐照总剂量效应

测量了SiGe HBT直流增益在60Coγ辐照过程中随剂量及器件电流注入水平的变化。实验结果显示在累计辐照剂量超过5 000 Gy(Si)后,器件电流增益变化与辐照剂量存在线性反比关系,且增益损伤系数与器件电流注入水平有关;器件在受到总剂量为2.78×104Gy(Si)辐照后,器件静态基极电流Ib、集电极电流Ic、静态直流增益及最大振荡频率fmax出现不同程度退化;但器件其他电参数如截止频率fT、交流增益|H21|及结电容(CCBO)与辐照前相比未出现显著退化。利用MEDICI数值模拟分析了SiGe HBT参数退化机理。     

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.     

STI场区加固NMOS器件总剂量效应

基于0.18 μm CMOS工艺开发了浅槽隔离(STI)场区抗总剂量辐射加固技术,采用离子注入技术使STI/衬底界面处的P型硅反型阈值提高,从而增强NMOS器件的抗辐射能力。实验表明,加固NMOS器件在500 krad(Si)剂量点时,阈值电压无明显漂移,漏电流保持在10-12量级,其抗辐射性能明显优于非加固NMOS器件。通过STI场区加固工艺的研究,可有效提高电路的抗总剂量辐射能力,同时避免设计加固造成芯片面积增大的问题。     

一种基于总剂量效应的SOI器件模型快速提取方法

从工程应用的角度介绍了一种基于总剂量效应的SOI器件模型参数的快速提取方法。首先,提取0 krad(Si)时器件的模型参数,然后针对总剂量敏感参数,对100 krad(Si)总辐射试验后的同种器件进行模型参数优化,并对得到的模型参数进行验证。结果表明,该方法所提取的模型参数准确有效,解决了国内目前在抗辐照SOI工艺中因采用标准SOI工艺SPICE模型(如BSIMSOI等)导致不能反映辐照效应对器件特性的影响且无法给出经过不同辐照剂量之后的器件特性的缺点,可用于评估辐射对SOI电路的影响。     

深亚微米nMOSFET器件的总剂量电离辐射效应

选取了采用0.25μm工艺的两组器件进行研究.通过对这两种器件关态泄漏电流、跨导和栅电流等电学参数进行分析,得出当器件发展到深亚微米阶段时,影响其辐射效应的主要原因是场氧化层中的陷阱电荷.并对相关机理进行了分析和仿真验证.     

体效应对超深亚微米SOI器件总剂量效应的影响

研究体偏置效应对超深亚微米绝缘体上硅（SOI,Silicon-on-insulator）器件总剂量效应的影响.在TG偏置下,辐照130nm PD（部分耗尽,partially depleted）SOI NMOSFET（N型金属-氧化物半导体场效应晶体管,n-type Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）器件,监测辐照前后在不同体偏压下器件的电学参数.短沟道器件受到总剂量辐照影响更敏感,且宽长比越大,辐射导致的器件损伤亦更大.在辐射一定剂量后,部分耗尽器件将转变为全耗尽器件,并且可以观察到辐射诱导的耦合效应.对于10μm/0.35μm的器件,辐照后出现了明显的阈值电压漂移和大的泄漏电流.辐照前体偏压为负时的转移特性曲线相比于体电压为零时发生了正向漂移.当体电压Vb=-1.1V时部分耗尽器件变为全耗尽器件,|Vb|的继续增加无法导致耗尽区宽度的继续增加,说明体区负偏压已经无法实现耗尽区宽度的调制,因此器件的转移特性曲线也没有出现类似辐照前的正向漂移.     

FinFET器件总剂量效应研究进展

全面综述鳍式场效应晶体管(FinFET)的总剂量效应,包括辐照期间外加偏置、器件的工艺参数、提高器件驱动能力的特殊工艺、源/漏掺杂类型以及不同栅介质材料和新沟道材料与FinFET总剂量效应的关系。对于小尺寸器件,绝缘体上硅(SOI)FinFET比体硅FinFET具有更强的抗总剂量能力,更适合于高性能抗辐照的集成电路设计。此外,一些新的栅介质材料和一些新的沟道材料的引入,如HfO₂和Ge,可以进一步提高FinFET器件的抗总剂量能力。     

MOS器件的质子总剂量效应

介绍了几种加固和非加固MOS电路的质子辐照总剂量效应实验,质子束的能量为9、7、5、2MeV.实验结果表明,在相同的吸收剂量下,MOS器件累积电离辐射损伤与质子能量成正比.还给出了栅极偏压对器件质子辐射损伤的影响,结果认为,对于NMOSFET,不论是加固器件,还是非加固器件,在+5V的栅压偏置下,器件的辐射损伤比0V栅压下的损伤严重,对于加固器件,辐射感生界面态的密度也较高;而加固型PMOSFET,在0V的栅压下,辐射损伤比-5V下严重,且界面态的密度高.     

MOS器件的质子总剂量效应

介绍了几种加固和非加固 MOS电路的质子辐照总剂量效应实验 ,质子束的能量为 9、 7、 5、 2 Me V.实验结果表明 ,在相同的吸收剂量下 ,MOS器件累积电离辐射损伤与质子能量成正比 .还给出了栅极偏压对器件质子辐射损伤的影响 ,结果认为 ,对于 NMOSFET,不论是加固器件 ,还是非加固器件 ,在 +5 V的栅压偏置下 ,器件的辐射损伤比 0 V栅压下的损伤严重 ,对于加固器件 ,辐射感生界面态的密度也较高 ;而加固型 PMOSFET,在 0 V的栅压下 ,辐射损伤比 - 5 V下严重 ,且界面态的密度高     

MOS器件的X射线辐照效应

研究了在10keVX射线辐照情况下，MOS器件的阈值电压随总剂量和剂量率的改变而变化的趋势。实验结果表明，辐照后，与用Co^60作为辐射源辐照所做实验结果明显不同的是，NMOS器件的阈值电压漂移幅度远大于PMOS器件的漂移幅度。文中对这种现象进行了讨论。     

增强型氮化镓功率器件的总剂量效应

研究了P型帽层和共源共栅(Cascode)结构氮化镓(GaN)功率器件高/低剂量率辐照损伤效应.试验结果表明,P型帽层和Cascode结构GaN功率器件都不具有低剂量率损伤增强效应(ELDRS);Cascode结构GaN功率器件总剂量辐照损伤退化更明显;P型帽层结构的GaN功率器件抗总剂量能力较强.分析了二者的退化机制...     

CMOS器件的x光总剂量效应

主要介绍了塑料封装和柯伐盖封装的ＣＭＯＳ器件，在不同情况的ｘ射线辐照下，其辐照敏感参数阈值电压随总剂量的变化关系。将ｘ射线辐照的结果与＾６０Ｃｏ辐照的结果比较得出，ｘ射线辐照对器件损伤严重。同时，探讨了柯伐盖封装器件的剂量增强效应。     

CMOS器件的x光总剂量效应

主要介绍了塑料封装和柯伐盖封装的 CMOS器件 ,在不同情况的 x射线辐照下 ,其辐照敏感参数阈值电压随总剂量的变化关系。将 x射线辐照的结果与 60 Co辐照的结果比较得出 ,x射线辐照对器件损伤严重。同时 ,探讨了柯伐盖封装器件的剂量增强效应。     

0.18μm浮栅Flash存储器件的总剂量辐射效应试验研究

针对自主设计的4 Mbit基于0.18μm商用CMOS flash工艺的浮栅flash存储器件进行了钴-60γ射线辐射效应试验研究.该存储器为FPGA的配置存储器.通过对被测器件分组,在加电配置和未加电配置条件下分别进行了钴-60γ射线辐射效应试验.试验实时监测了被测器件的工作电流以及其配置FPGA功能随总剂量变化的特...     

部分耗尽SOI工艺器件辐射效应的研究

对0.13μm部分耗尽SOI工艺的抗辐射特性进行了研究.首先通过三维仿真研究了单粒子事件中的器件敏感区域,随后通过实验分析了器件的总剂量效应.三维仿真研究了离子入射位置不同时SOI NMOS器件的寄生双极效应和电荷收集现象,结果表明,离子入射在晶体管的体区和漏区时,均可以引起较大水平的电荷收集.对SRAM单元的单粒子翻转效应(SEU)进行了仿真,结果表明,体区和反偏的漏区都是翻转的敏感区域.通过辐照实验分析了器件的总剂量效应,在该工艺下对于隐埋氧化层,关断状态是比传输门状态更劣的辐射偏置条件.     

新型抗总剂量效应版图的加固器件

本文设计了一种新型的抗辐射Z棚MDS器件版图结构。该结构同传统抗辐射结构环棚MDS器件相比,具有较小的版图面,较小的栅电阻,并且对于器件沟道宽长比设计不受限。通过与非抗辐射结构条棚MDS器件和抗辐射结构环棚MDS器件的I_d-V_g曲线进行对比,验证了Z棚MDS器件的抗辐射性能,可达到辐射剂量为500krad(Si)的加固水平,满足大多数对器件加固水平的要求。此外,对比了器件在辐射前后的阈值电压,进一步验证了Z棚MDS器件能够有效减小由于总剂量(TID)效应引起的器件特性变化。所有仿真结构通过Sentaurus TCAD对器件进行三维仿真得到。