CMOS电路X射线辐射剂量增强效应

研究了ＣＭＯＳ电路在Ｘ射线辐射环境下性能的退化及剂量增强效应，测量了相对剂量增强系数，对不同工艺ＣＭＯＳ电路的剂量增强系数进行了比较，并对高原子序数材料的Ｘ射线剂量增强机理进行了讨论。     

X射线对Kovar封装材料的剂量

用Monte-Carlo光子-电子耦合输运程序计算了真实半导体封装Kovar结构对不同能量X射线在硅中的剂量增强因子,并与内层不涂金的Kovar结构进行比较,计算了界面处两种结构进入硅的净电子数,结果证实了界面处产生的剂量增强主要来自界面处高Z材料二次电子的贡献,该计算方法和结果为研究射线剂量增强效应提供了一种可靠的理论评估手段。     

CMOS器件X 射线与γ射线辐照效应比较

介绍了低能X射线和γ射线的辐照剂量及器件阈电压漂移的测试方法。讨论了不同偏置条件和辐照方向对器件效应的影响。结果表明,对镀金Kovar合金封装的器件,在背向辐照的最劣辐照偏置下,X射线产生的阈电压漂移是^60Coγ射线的13.4倍。     

X射线对Kovar封装材料的剂量增强效应的Monte-Carlo计算

用 Monte- Carlo光子 -电子耦合输运程序计算了真实半导体封装 Kovar结构对不同能量 X射线在硅中的剂量增强因子 ,并与内层不涂金的 Kovar结构进行比较 ,计算了界面处两种结构进入硅的净电子数 ,结果证实了界面处产生的剂量增强主要来自界面处高 Z材料二次电子的贡献 ,该计算方法和结果为研究射线剂量增强效应提供了一种可靠的理论评估手段     

双极晶体管X射线辐射剂量增强效应

本文介绍典型双极晶体管在Ｘ射线辐射环境下性能的退化及剂量增强效应，实际测量了双极晶体管Ｘ射线辐射剂量增强系数，研究了双极器件剂量增强效应机理。     

几种半导体器件的硬X射线剂量增强效应研究

本文给出了大规模集成电路CMOS4069、浮栅ROM器件在北京同步辐射装置（BSRF）和钴源辐照的X射线剂量增强效应实验结果。通过实验在线测得CMOS4069阈值电压漂移随总剂量的变化，测得28f256、29c256位错误数随总剂量的变化，给出相同累积剂量时X光辐照和γ射线辐照的总剂量效应损伤等效关系。这些结果对器件抗X射线辐射加固技术研究有重要价值。     

N80C196KC20芯片的X射线剂量增强效应

介绍大规模集成电路N80C196KC20单片机芯片在X射线辐射环境下性能的退化及剂量增强效应.用Intel公司的N80C196KC20单片机芯片进行X射线、钴源总剂量辐照试验,测量了电源工作电流ICC,芯片的功能失效表征了它的总剂量响应.芯片在较低的总剂量水平发生功能失效,γ失效总剂量～165 Gy(Si).芯片失效时工作电流发生快速增长.实验测量了N80C196KC20单片机芯片的X射线剂量增强系数,研究了剂量增强效应机理.     

双层膜结构测量CMOS器件X射线相对剂量增强因子及其理论模拟

首次在国内提出了一种双层膜结构相对测量法，用该方法测量了CMOS器件X射线的相对剂量增强因子RDEF（Relative Dose Enhancement Factor)，同时用Monte-Carlo粒子输运方法计算了实验条件下Al/Au/Si,Au/Al/Si 结果界面过渡区剂量分布，理论模拟与实验验证，符合较好。     

X射线剂量增强环境下电子系统辐射效应和加固

本文研究在Ｘ射线剂量增强环境下电子系统的薄弱性及应采取的加固方法，给出了组成电子系统各类器件和集成电路剂量增强系数，从实验结果出发，指出最佳的屏蔽Ｘ射线的方法。     

X射线不同方向入射界面产生剂量增强的模拟研究

为了研究X射线入射方向对界面剂量增强的影响,通过建立一个典型的金/硅界面结构模型,采用MCNP蒙卡计算程序计算50keV能量X射线以不同的方向入射界面时在规定的区域内产生的能量沉积,进而得到剂量增强系数.     

基于虚拟仪器的CMOS器件脉冲总剂量效应在线测试系统研制

从效应研究的角度出发,利用Labview软件,自行研制了基于PCI插卡式虚拟仪器的CMOS器件脉冲总剂量效应在线测试系统,详细介绍了其硬件结构和软件设计思想,利用该系统在"强光一号"辐射模拟装置上开展了试验验证,表明其原理和技术途径是可行的,基本掌握了开展CMOS器件脉冲总剂量损伤以及时间关联退火响应研究的关键测试技术.     

强激光与固体靶相互作用所致硬X射线剂量和能谱的实验测量

为了研究强激光与固体靶相互作用产生的电离辐射危害,本文在星光Ⅲ300TW强激光装置上开展了一系列激光打靶实验。实验使用的激光功率密度为5×10~(18)~4×10~(19)W/cm~2,激光脉冲能量为60~153J,靶为直径1mm、厚度1mm的Ta圆柱,本文分别对X射线剂量、X射线能谱和超热电子能谱进行了测量。实验结果表明,测量到的单发最大X射线剂量约为16.8mSv,靠近激光传播方向(0°),距靶50cm处;激光0°方向的X射线剂量随激光功率密度的增加而显著增加,激光90°方向的X射线剂量随激光功率密度的变化相对较小;测量到的X射线能谱可大致用含有两个X射线温度的指数分布函数描述,其中0°方向测量到的X射线温度为0.4~1.15 MeV,90°方向测量到的X射线温度为0.25~0.54 MeV;实测超热电子温度与Wilks定标率符合较好。     

CMOS器件实验室总剂量辐照评估方法研究

主要研究了LH4007RH-CMOS器件与60Co γ射线辐照总剂量、剂量率以及辐照后退火时间和温度的响应关系.试验研究表明,按照美军标1019.4试验步骤,如果器件经0.5～3Gy/s高剂量率辐照后再附加25℃的室温退火,评估氧化物陷阱电荷效应就显得不太保守.对于评估器件空间界面态效应,建议仍使用一星期 100℃的高温退火.     

CMOS器件总剂量辐射响应理论模拟

利用线性响应理论模型模拟C4007B、CC4007RH和CC4011器件受不同γ射线剂量率辐射时的总剂量效应。研究结果表明，辐射响应与吸收剂量成线性关系时，在实验室选用任一特定剂量率进行总剂量辐射和辐照后室温退火，可以通过线性响应理论模拟其它剂量率辐射下的总剂量效应。理论模拟结果与实际不同剂量率辐射实验结果符合得很好。     

CMOS工艺X射线图像传感器设计

本文设计了一种不需闪烁体或增感屏,直接对X射线进行探测成像的线阵图像传感器,对其电荷收集进行了理论分析,设计了辐射加固的光敏元结构。采用0.5 μm DPTM CMOS工艺,针对单个像元内含不同个数光敏元的结构进行了流片和X射线实验测试。测试结果表明：该图像传感器暗信号电压约为1 V,随像元内光敏元个数的增加暗信号电压增大;饱和输出电压为2.4 V;随光敏元个数的增加,电荷收集总量增加,总寄生电容也同时增加,所设计的单个像元含3个光敏元的结构能得到相对更大的有效输出电压。     

超短超强激光与固体靶相互作用所致X射线剂量实验研究

超短超强激光与固体靶相互作用可产生显著的X射线剂量,其辐射防护问题是辐射防护和激光等离子体物理的学科交叉问题,对超短超强激光装置安全运行至关重要。为验证清华大学所提出的剂量评估公式,对超短超强激光与固体靶作用所产生的X射线剂量开展了实验研究。设计了用于屏蔽靶室内超热电子和散射光子的屏蔽结构,仅测量超热电子和固体靶作用所产生的X射线剂量,并开展蒙特卡罗模拟评估其屏蔽效果。基于星光 Ⅲ激光装置对不同激光功率密度（7×1018~4×1019 W/cm2）下不同角度上的X射线剂量开展了实验测量,并与不同的剂量评估公式结果进行了比较分析,实验中还对不同剂量测量探测器的响应进行了比较。计算结果表明,所设计的屏蔽结构能很好地屏蔽超热电子和散射光子。实验结果表明,清华大学所提出的剂量评估公式较文献公式能更好地与实验结果吻合。随激光功率密度的增加,前向的X射线剂量较侧向增加得更快。     

剂量率对MOS器件总剂量辐射性能的影响

对3种MOS器件在不同模拟源的两种辐照剂量率下进行辐照实验,研究了MOSFET阈值电压随辐射剂量及剂量率的变化关系。对实验结果进行了分析讨论。试验表明：在相同辐射剂量下,低剂量率辐照损伤比高剂量率大。