IGBT的总剂量辐射效应及加固

本文研究一种“反程序”辐射加固工艺，将所有的高温处理过程放在栅氧化之前，并使栅氧化后续工艺低温化，在此基础上，采用“反程序”辐射加固工艺研制出的IGBT加固器件，其抗总剂量辐射性能远远优于采用常规工艺制造出的IGBT器件。对于栅氧化层厚度为70nm的加固器件，在VGS=十10V（直流和脉冲）、VGS=OV等不同栅偏量下，辐射剂量达到IX10~3（Gy（St))时，阈值电压的漂移量小于一1．OV，跨导变化小于10％。采用此工艺，预计抗总剂量辐射能力可达到10~4Gy（Si）以上。     

不同辐射剂量率下CMOS器件的电离辐射性能

对加固ＣＭＯＳ器件在两种辐射剂量率下进行辐照实验,研究了ＭＯＳＦＥＴ阈值电压及ＣＭＯＳ倒相器转换电压Ｖｔｒ、开门电压Ｖｉｈ、关门电压Ｖｉｌ等参数随辐射剂量及辐射剂量率的变化关系规律．对实验结果进行了分析讨论     

总剂量辐射对硅双极和MOS器件性能的影响

对比研究了总剂量辐射对硅微波功率双极器件、LDMOS器件、VDMOS器件以及常规功率VDMOS和抗辐射加固功率VDMOS器件电性能的影响,并分析了辐射后器件性能变化的原因,为抗辐射加固方法的改进和优化提供了基础。     

0.8μm SOI CMOS抗辐射加固工艺辐射效应研究

采用抗辐射0.8μm SOI CMOS加固技术,研制了抗辐射SOI CMOS器件和电路。利用Co60γ射线源对器件和电路的总剂量辐射效应进行了研究。对比抗辐射加固工艺前后器件的Id-Vg曲线以及前栅、背栅阈值随辐射总剂量的变化关系,得到1 Mrad(Si)总剂量辐射下器件前栅阈值电压漂移小于0.15 V。最后对加固和非加固的电路静态电流、动态电流、功能随辐射总剂量的变化情况进行了研究,结果表明抗辐射加固工艺制造的电路抗总剂量辐射性能达到500 krad(Si)。     

温度和剂量率对NMOS器件迁移率的影响

对加固型ＣＣ４００７ＮＭＯＳ器件进行了低温（－３０℃）和室温（２５℃）γ射线辐射实验、不同剂量率下的γ辐射实验以及不同温度下的退火实验。根据实验结果，利用归一化迁移率与界面态电荷的机理模型，分析了辐射环境温度、辐射剂量率以及退火温度对ＮＭＯＳ器件迁移率的影响。     

1.3μm超辐射发光二极管的辐照性能研究

研究了1.3μm超辐射发光二极管（SLD）在γ辐照、质子辐照条件下性能参数的退化情况,并利用Srim软件计算了器件的非电离能损,引入位移损伤剂量的概念,给出了器件功率衰减与位移损伤剂量的函数关系,对SLD器件在质子辐射条件下的功率衰退做出定量预测。     

GaAs MESFET和HEMT的中子辐射效应研究

本文介绍了ＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴ和ＨＥＭＴ的中子辐射效应。依据中子辐射损伤机理，分析了器件参数与中子辐射剂量Φ的依从关系，其中，器件参数包括物理参数ＮＤ、ＮＳ、ＶＳ，μ和电参数ＩＤＳ、ｇｍ、Ｖｐ、Ｇ等。     

不同结构nMOS管的总剂量辐射效应

X射线直接成像的CMOS图像传感器由于工作在X射线辐射下,其内部器件会因为辐射效应引起性能恶化,因此需要对器件进行抗辐射加固并研究辐射对器件参数的影响。辐射导致的氧化物陷阱电荷及界面陷阱电荷受到栅氧厚度、偏置电压大小、辐射总剂量以及剂量率等多种因素影响。设计了n型场效应晶体管辐射加固结构版图,用0.5μm CMOS工艺流片,并进行了30 kGy(Si)的总剂量辐照效应实验。实验结果显示,所设计的n型场效应晶体管在辐射之后漏电流有所增加、跨导减小、阈值电压向负向漂移;辐射加固晶体管在漏电流性能上较未加固晶体管更好,在跨导改变和阈值电压漂移上未能表现出其更优的性能。     

辐照加固SRAM型FPGA总剂量辐射效应研究

在航天辐射环境中,电离辐射产生的辐射效应会对电子元器件性能产生影响。文章对自主研发的SRAM型FPGA芯片在60Co-γ源辐照下的总剂量辐射效应进行了研究。实验表明:(1)总剂量累积到一定程度后功耗电流线性增大,但只要功耗电流在极限范围内,FPGA仍能正常工作;(2)SRAM型FPGA在配置过程中需要瞬间大电流,故辐照后不能立即配置;(3)总剂量辐照实验时,功耗电流能直观反映器件随总剂量的变化关系,可作为判断器件失效的一个敏感参数。该研究为FPGA的设计提供了基础。     

不同结构nMOS管的总剂量辐射效应北大核心CSCD

X射线直接成像的CMOS图像传感器由于工作在X射线辐射下,其内部器件会因为辐射效应引起性能恶化,因此需要对器件进行抗辐射加固并研究辐射对器件参数的影响。辐射导致的氧化物陷阱电荷及界面陷阱电荷受到栅氧厚度、偏置电压大小、辐射总剂量以及剂量率等多种因素影响。设计了n型场效应晶体管辐射加固结构版图,用0.5μm CMOS工艺流片,并进行了30 kGy(Si)的总剂量辐照效应实验。实验结果显示,所设计的n型场效应晶体管在辐射之后漏电流有所增加、跨导减小、阈值电压向负向漂移;辐射加固晶体管在漏电流性能上较未加固晶体管更好,在跨导改变和阈值电压漂移上未能表现出其更优的性能。     

长波长1.3μm超辐射发光管的制备

对半导体激光器腔面分别蒸镀单层和双层减反射膜（ＡＲ）制备超辐射发光管（ＳＬＤ），测试了器件功率特性、光谱特性和远场分布，并计算了器件端面的剩余反射率。     

Total Dose Radiation-Hard 0.8μm SOI CMOS Transistors and ASIC

介绍了采用全剂量SIMOX SOI材料制备的0．8μm SOI CMOS器件的抗总剂量辐射特性，该特性用器件的阈值电压、漏电流和专用集成电路的静态电流与高达500krad（Si）的总剂量的关系来表征．实验结果表明pMOS器件在关态下1Mrad（Si）辐射后最大阈值电压漂移小于320mV，nMOS器件在开态下1Mrad（Si）辐射后最大阈值电压漂移小于120mV，器件在总剂量1Mrad（Si）辐射后没有观察到明显漏电，在总剂量500krad（Si）辐射下专用集成电路的静态电流小于5pA．     

GaAsMESFET和DHEMT的中子辐射效应研究

本文介绍了ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ和ＨＥＭＴ的中子辐射效应。依据中子辐射损伤机理，分析了器件参数与中子辐射剂量Φ的依从关系，其中，器件参数包括物理参数Ｎ＿Ｄ、Ｎ＿ｓ、Ｖ＿ｓ，μ和电参数Ｉ＿ＤＳ、ｇ＿ｍ、Ｖ＿ｐ、Ｇ等。     

星用微电子器件辐射效应及加固途径分析

在介绍卫星天然辐射环境和人工核爆辐射环境的基础上，着重分析应用于卫星电子系统中的微电子器件的辐射效应，包括电离辐射效应、瞬态辐射效应和中子辐射效应，并归纳出各种器件抗辐射加固的主要途径和具体方法。涉及的器件包括：ＣＭＯＳ／体硅电路，ＣＭＯＳ／ＳＯＳ电路，ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ及其电路，电荷耦合器件等。     

星用微电子器件辐射效应及加固途径分析

在介绍卫星天然辐射环境和人工核爆辐射环境的基础上，着重分析应用于卫星电子系统中的微电子器件的辐射效应，包括电离辐射效应，瞬态辐射效应和中子辐射效应，并归纳出各种器件抗辐射加固的主要途径和具体方法，涉及的器件包括：ＣＭＯＳ／体硅电路，ＣＭＯＳ／ＳＯＳ电路，ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ及其电路，电荷耦合器件等。     

双极晶体管总剂量辐射失效概率

为了研究器件辐射回固性能的评估方法，对三种双极晶体管3DK9D、3DG6D和3DG4C（每种100只）做失效概率PF和γ总剂量D关系的研究。辐射实验表明，用Weibull分布可以较好地描述PF和D的关系。B以hFE(D)/hFE(0)=80%、70％、50％为器件失效判据，实验测得的失效分布曲线取决于失效判据。根据PF和D的关系曲线，就可得到三种双极晶体管任意总剂量下的失效概率。它可用于电子线路总剂量辐射下生存概率的评估。     

空间辐射环境与光器件抗辐射加固技术

介绍了空间辐射环境以及空间辐射对光器件的影响。概述了航天用光器件（光纤、激光器、光探测器和光纤陀螺等）抗辐射加固技术及其进展。     

超导场效应器件的统一小信号传输线模型

本文提出了超导场效应器件的统一小信号模模型。建立这个模型的出发点是其于用有源分布的超导传输线对超导场效应器件的超导沟道区动态导纳进行模拟，经逐次沟道拟似，得到了既适用于超导表面场效器件又适用于超导ＰＮ结型或肖特基结型场效应器件（ＪＳｕＦＥＴｓ）或（ＭＥＳｕＦＥＴｓ）的统一小信号模型。     

空间辐射环境与光器件抗辐射加固技术进展

随着光器件在空间环境和辐射环境中的广泛应用,在国际上对光器件抗辐射性能的研究越来越多。为了提高光器件的抗辐射性能,满足空间应用的各种需要,文章介绍了空间辐射环境,空间辐射对光器件的影响和辐射损伤机理,主要是光纤、激光器、光探测器、光纤陀螺的辐射效应和损伤机理。同时,概述了航天用光器件的抗辐射加固技术及其最新进展。通过采用抗辐射加固技术,大大提高了空间应用的超辐射发光二极管（SLD）、超荧光光纤（SFS）光源、1310nm波长的InGaAsP／InP半导体激光器、电荷耦合器件（CCD）、互补性金属氧化物半导体（CMOS）器件的抗辐射性能和可靠性。     

总剂量辐射对0.5μm部分耗尽SOI CMOS器件的影响

介绍了基于SIMOX SOI晶圆的0.5μm PD SOI CMOS器件的抗总剂量辐射性能。通过CMOS晶体管的阈值电压漂移,泄漏电流和32位DSP电路静态电流随总剂量辐射从0增加到500 krad(Si)的变化来表现该工艺技术的抗电离总剂量辐射能力。对于H型(无场区边缘)NMOS晶体管,前栅阈值电压漂移小于0.1 V;对于H型PMOS晶体管,前栅阈值电压漂移小于0.15 V;未发现由辐射引起的显著漏电。32位DSP电路在500 krad(Si)范围内,静态电流小于1 m A。通过实验数据表明,在较高剂量辐射条件下,利用该工艺制造的ASIC电路拥有良好的抗总剂量辐射性能。