EPROM脉冲总剂量损伤效应实验研究

针对目前国内存储器辐照效应研究大多集中于功能测试,所测参数少的现状,提出了浮栅型存储器阈值电压的测试方法,并对浮栅型存储器EPROM初步开展了脉冲总剂量对器件阈值电压影响的效应研究,分析了损伤机理.研究结果表明,脉冲总剂量引起存储单元阈值电压向负方向发生明显漂移,在不加电和静态加电两种情况下,存储单元阈值电压漂移基本一...     

CMOS器件的脉冲γ总剂量效应初探

利用“强光一号”加速器对部分CMOS器件开展了脉冲总剂量时间关联的辐射效应实验,研究了脉冲辐照后阈值电压漂移与时间的关联响应,以及辐照栅偏压对初始阈值电压漂移的影响,并比较了在给定实验条件下NMOSFET和PMOSFET脉冲总剂量效应与^60Coγ稳态总剂量效应之间的损伤差异,运用复合模型、氧化物陷阱电荷的隧道退火以及界面态建立的两阶段模型对实验结果进行了分析。     

总剂量和重离子协同作用下浮栅单元错误的退火特性研究

针对25 nm商用Flash存储器,利用中国科学院新疆理化技术研究所的60Coγ射线源和兰州重离子加速器先后进行了总剂量效应和单粒子效应实验。实验中器件先辐照30 krad(Si)的γ射线,然后再辐照不同线性能量转移(Linear Energy Transfer,LET)的重离子,得到了不同条件下Flash存储器浮栅单元错误的退火特性。实验结果表明与只进行重离子辐照相比,总剂量和重离子协同作用下器件浮栅单元错误消失的比例会发生变化,且在不同LET离子的辐照下表现出相异的趋势。分析认为辐照总剂量会引起浮栅单元电荷丢失和电荷俘获,影响浮栅单元的错误退火特性。     

54HC系列CMOS器件脉冲与稳态γ总剂量效应异同性研究

针对现有脉冲辐射模拟装置在模拟真实环境方面累积剂量偏小的特点,开展了54HC系列CMOS器件脉冲γ与⁶⁰Coγ总剂量效应损伤异同性研究,获取器件效应损伤因子,以期通过对稳态辐射环境下电路总剂量损伤阈值的测量预估脉冲高剂量率环境下的总剂量损伤阈值。研究结果表明,无论选择哪种敏感参数进行效应损伤异同性研究,稳态辐照造成的总剂量损伤总是高于脉冲辐照,即稳态总剂量引起的器件阈值电压漂移、静态功耗电流增加比脉冲总剂量引起的大。     

国产工艺的部分耗尽SOI MOSFET总剂量辐照效应及可靠性

对国产工艺的部分耗尽SOIMOSFET60Coγ射线的总剂量辐照效应及其可靠性进行了研究。结果表明:辐照引入的氧化物陷阱电荷是阈值电压漂移的主要因素;背栅对总剂量辐照更为敏感,但在背栅特性漂移未超出一定范围的情况下,依然是正栅氧化层质量决定了器件的抗辐照性能;界面态陷阱电荷的散射作用降低了器件的源漏饱和电流;总剂量辐照后器件的常规可靠性可能会降低。     

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。     

脉冲总剂量效应测试技术及其损伤规律研究

建立了基于PCI插卡式虚拟仪器的脉冲总剂量效应在线测试系统,详细说明了其工作原理和技术指标。利用该系统研究了脉冲辐照后CMOS器件总剂量损伤以及时间关联的退火响应,包括不同栅偏压对总剂量损伤和退火行为的影响,以及氧化物陷阱电荷、界面陷阱电荷引起的阈值电压漂移与退火时间的关联情况,并从物理机理上进行了详细的分析。     

考虑背栅电流的DSOI MOSFET阈值电压模型研究

当全耗尽的DSOI NMOS器件受到高总剂量辐射或高背栅电压的影响时,器件阈值电压与背栅电压的关系不再满足单一的线性关系。器件阈值电压与背栅电压之间的耦合机制会在背栅界面从耗尽型过度到强反型后改变,已有的模型不足以描述改变后的耦合机制。为解决这一问题,本文提出了一种考虑背栅电流影响的阈值电压模型。使用此模型,针对DSOI NMOS器件在受到高总剂量辐射或高背栅电压条件下器件阈值电压与背栅电压的耦合关系,可获得良好的拟合结果。     

国产VDMOS电离辐射环境中的敏感参数研究

分析了国产VDMOS(Vertical Double-diffusion MOSFET)总剂量试验数据,并比较了辐照环境中不同偏置下电学参数的变化差异,发现新工艺研制的VDMOS器件辐照敏感参数为击穿电压和阈值电压.根据试验结果得到考核VDMOS辐照可靠性的有效试验方法:击穿电压抗辐照考核时应采用漏偏置,阈值电压抗辐照考核时应采用栅偏置.     

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。     

基于SOI结构的辐照传感器的辐照响应特性研究

绝缘体上硅埋氧层(Silicon-On-Insulator Buried Oxide,SOI BOX)P型金属氧化物半导体场效应晶体管(Positive channel Metal Oxide Semiconductor,PMOS)是用于新型高灵敏度辐射探测仪的一种关键器件。通过试验研究了SOI BOX PMOS的辐照响应特性,包括辐照偏置对SOI BOX PMOS的辐射响应灵敏度的影响、不同辐射剂量率环境下的SOI BOX PMOS的灵敏度响应差异、辐照后的SOI BOX PMOS的退火特性及其对辐射响应敏感度影响,以及SOI BOX PMOS沟道宽长比与其灵敏度的关系等,并对试验结果进行了必要的理论分析。实验结果表明:正偏置辐照的器件对电荷的收集响应灵敏度明显高于零偏置辐照的器件;阈值电压的辐照变化几乎不受退火效应影响;相比于宽沟道器件,窄沟道器件的阈值电压漂移更为明显。实验研究为新型辐射剂量探测仪的研制打下了基础。     

中子辐照对CCD成像器件不均匀性的影响

利用TRIGA型脉冲反应堆提供的快中子,对一种线阵CCD开展中子辐照实验.实验发现:中子辐照导致CCD器件的像元不均匀度增大;器件的局部像元不均匀度增大是由于中子在器件内位移效应产生的稳定缺陷团分布不均匀所引起的,整体像元不均匀度增大主要是由于中子辐照导致信号电荷在转移栅中传输损失所致.     

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。     

星用功率MOSFET器件总剂量效应试验研究

本文针对星用功率MOSFET器件JANTXV 2N7261和SR7262V,进行了钴-60 γ射线辐照试验研究.在γ射线辐照过程中,采用JT-1型晶体管特性图示仪和计算机控制的摄像机,实时监测器件电参数随辐照剂量变化的特征,通过试验研究获得了被试器件阈值电压、漏电流和击穿电压随总剂量变化的特征照片和曲线,得出被试器件的抗总剂量水平.     

碳化硅VDMOS的静态和动态辐射损伤及其比较

对总剂量辐射环境下不同偏置状态的碳化硅功率场效应管（SiC VDMOS）的动态特性进行了相关研究。在比较3种偏置状态下60Co γ射线辐照对于SiC VDMOS器件阈值电压和开关特性影响的基础上,进行了室温退火试验。结果表明,随60Co γ射线辐照剂量的增加,氧化层积累陷阱电荷,导致静态特性中阈值电压降低。同时器件动态特性中开启时间略微缩短,关断时间骤增,开关损耗增大。器件受辐照后耗尽层厚度和阈值电压发生的变化是其开启和关断响应差异性退化的主要原因。     

JFET区宽度对SiC MOSFET单粒子效应的影响

SiC MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)关键参数——结型场效应晶体管(JFET)区宽度一直被认为是SiC MOSFET单粒子效应的主要影响因素。针对这一影响因素,以同一结构不同JFET区宽度的1.2 kV SiC MOSFET器件为对象进行单粒子效应实验,探究JFET区宽度对器件单粒子烧毁阈值电压、漏电退化阈值电压以及负栅压条件下器件性能的影响。结果表明：随着JFET区宽度的减小,漏电退化阈值电压增大;减小器件JFET区宽度可有效改善器件的抗单粒子效应能力;在负栅压条件下对器件单粒子效应也会有此效果。采用Sentaurus TCAD进行模拟仿真,模拟结果证实,JFET区宽度以及负栅压的变化会影响氧化层下JFET区内空穴的积累,随之影响氧化层电场强度,从而影响器件单粒子漏电退化,与实验结果相符。以上结果为SiC MOSFET抗单粒子效应加固提供了理论基础。     

SRAM型FPGA总剂量效应实验研究

为了探索SRAM型FPGA器件的总剂量效应测试方法及效应敏感参数,以XC2S100为实验样品,设计了两种配置电路,利用~(60)Co γ辐照装置进行了总剂量效应辐照实验.通过对实验结果的分析,给出了SRAM型FPGA器件配置存储器及块存储器的测试流程,并指出功耗电流是表征效应的最敏感参数.这些结果对建立SRAM型FPGA的考核方法及测试方法打下了坚实的基础.     

PMOSFET低剂量率辐射损伤增强效应研究

为研究PMOSFET的低剂量率辐射损伤增强效应,本文对4007电路中PMOSFET在不同剂量率、不同偏置条件下的辐射响应特性及高剂量率辐照后不同温度下的退火效应进行了讨论。实验结果表明：相比高剂量率,低剂量率辐照时PMOSFET阈值电压漂移更明显,此种PMOSFET具有低剂量率辐射损伤增强效应;高剂量率辐照后进行室温退火时,由于界面陷阱电荷的影响,PMOSFET阈值电压继续负向漂移,退火温度越高,阈值电压回漂越明显;辐照时,零偏置条件下器件阈值电压的漂移较负偏置时的大,认为是最劣偏置。     

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。     

不同型号PMOSFETs的剂量率效应研究

对比研究了国内外五种不同型号的PMOSFETs,在不同剂量率、不同偏置条件下的辐照响应特性;并对高剂量率辐照后的器件进行了与低剂量率辐照等时的室温退火。结果表明,随着辐照累积剂量的增加,所有器件阈值电压的漂移都更加明显;不同型号的器件在不同条件下,表现出了时间相关(TDE)和低剂量率损伤增强(ELDRS)两种不同的剂量率效应。因此,ELDRS效应在PMOSFETs器件中并不是普遍存在的。