Kovar封装CMOS器件X射线剂量增强效应研究

在器件的金属化层及封装等结构中，高原子序数材料在低能X射线的辐照下，会在相邻的低原子序数材料中产生剂量增强效应，从而使得器件性能严重退化。主要介绍了柯伐封装的CMOS器件，在X射线和γ射线辐照下，其辐照敏感参数阈值电压和漏电流随总剂量的变化关系。并对实验结果进行了比较，得出低能X射线辐照对器件损伤程度大于γ射线，对剂量增强效应进行了有益的探讨。     

pMOS场效应管的X射线和低能强电子束的瞬态电离辐照效应

对电离辐照敏感的厚氧化层ｐＭＯＳ场效应管进行了Ｘ射线和低能强流电子束的瞬态辐照实验；通过对阈电压漂移的跟踪监测，研究了ｐＭＯＳ场效应管的瞬态电离辐照效应。运用辐射感生氧化物、界面缺陷模型并结合ＭＯＳ器件寄生二极管等效电路模型解释了实验结果。     

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。     

PMOS场效应晶体管脉冲X射线辐照效应

根据P沟道金属氧化物场效应晶体管(PMOSFET)在低能脉冲X射线辐照下的实验结果、结合PMOSFET实验样品的结构分析了阈电压漂移产生的机理。     

不同设计参数MOS器件的射线总剂量效应

采用非加固工艺，通过设计加固手段实现具有辐射容忍性能的器件，可使器件抗辐射加固成本大为降低。本工作研究商用标准0.6μm体硅CMOS工艺下不同设计参数的MOS晶体管的γ射线总剂量辐照特性。通过对MOS器件在不同偏置情况下的总剂量辐照实验，分别对比了不同宽长比（W/L）NMOS管和PMOS管的总剂量辐照特性。研究表明，总剂量辐照引起阈值电压的漂移量对NMOS及PMOS管的W/L均不敏感；总剂量辐照引起亚阈区漏电流的增加随NMOS管W/L的减小而增加。研究结果可为抗辐射CMOS集成电路设计中晶体管参数的选择提供参考。     

直流X射线模拟电缆X射线响应的可行性

本文对电缆X射线辐照响应的机理和模拟方法进行了研究,分析了电缆直流和脉冲X射线辐照响应的异同。建立了带状电缆X射线辐照响应一维计算模型,该模型包含电缆屏蔽层和介质层间隙、介质层瞬态辐射感应电导率等计算模型,模拟了带状电缆直流和脉冲X射线辐照电流响应。模拟结果表明,在X射线注量相同的条件下,电缆直流和方波脉冲X射线响应具有类似的波形特征及相同的间隙电压。因此,在该计算模型描述的电缆X射线辐照响应机制下,可利用直流X射线开展相应的脉冲X射线辐照响应机制模拟。     

P沟MOSFET／FIPOS的γ射线总剂量辐照特性

采用高选择和自终止多孔氧化硅全隔离技术的制备了高质量的ＳＯＩ材料，研究了在该材料上采用２μｍＣＭＯＳ工艺制备的不同沟道长度的Ｐ沟ＭＯＳＦＥＴ的＾６０Ｃｏγ射线总剂量辐照特性，表明经５ｋＧｙ（Ｓｉ）辐照后，器件仍有特性，但阈值电压有较大的漂移，这主要是由栅氧化层中的辐照感生电荷而引起，不同的沟长度ＰＭＯＳＦＥＴ的辐照特性有基本相同，经一段时间室温退火，阈值电压出现回漂。     

注F+NMOSFET的电离辐照与退火特性

比较了CC4007电路栅介质中注F′和未注F′的NMOS晶体管在不同偏置辐照和不同环境退火的行为,结果表明,栅介质中F′的引入能明显降低器件的辐照敏感性,提高器件的可靠性能。表现为在同样辐照偏置下注F′器件比未注F′器件的阈电压漂移小,辐照后退火期间的界面态、氧化物电荷变化稳定。     

MOS辐射损伤的栅氧化层厚度效应

本文研究了电子、γ射线辐照MOS器件、电容引起的平带电压漂移ΔV_(FB)和阈电压漂移ΔV_(TP)与氧化层厚度T_(OX)和总剂量D的关系。实验得到:在+10V偏置辐照下,Δ_V(FB)∝T_(OX)~3;在导通偏置辐照下,ΔV_(TH)∝T_(OX)~3D~(2/3);在零偏置辐照下,ΔV_(TP)∝T_(OX)~2D~(2/3)。运用Viswanathan模型解释了实验结果。并根据～T_(OX)~3关系简单讨论了MOS器件抗辐射加固工艺的优化问题。     

浮栅ROM器件γ射线、X射线和中子辐射效应实验研究

本工作涉及浮栅ROM器件AT29C256的γ射线、X射线和反应堆快中子辐照实验测量。测量结果表明，浮栅ROM器件γ射线、X射线和快中子辐照效应是典型的总剂量效应。错误发生存在剂量阈值，开始出错时的错误数及错误地址不确定，错误数随辐照剂量或注量的增大而增加。