静态随机存储器抗总剂量辐射性能筛选在线测试系统

研制了一套SRAM总剂量辐射效应在线测试系统,该系统可同时对多个SRAM器件进行总剂量辐照效应在线测试,获得在γ辐照环境中静态功耗电流和出错数随总剂量的变化关系。进行了实际的SRAM器件辐照试验,测量得到了不同批次参数辐射响应的差异,并分析SRAM静态功耗电流和出错数受γ辐照的损伤机理。     

浮栅ROM器件的脉冲与稳态总剂量效应研究

目前国内存储器辐照效应研究多数集中于功能测试,对具体参数研究较少。本文提出了浮栅型存储器阈值电压的测试方法,并引入紫外预辐照方法,对几种不同集成度的浮栅型存储器EPROM,开展了脉冲与稳态总剂量效应对器件阈值电压影响的异同性研究,分析了损伤机理。研究结果表明,不同于MOS和CMOS器件,脉冲辐照引起的浮栅ROM器件阈值电压漂移大于稳态辐照,为系统器件选型提供了重要参考。     

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。     

双极型运算放大器ELDRS效应试验研究

针对空间辐射环境下应用的双极型器件抗辐射能力与地面高剂量率辐照模拟试验所获得器件的抗辐照水平存在差异,在地面利用60Co辐射源开展了双极型运算放大器的总剂量辐照试验研究,分析了辐照剂量率、辐照偏置和室温退火3种试验组合条件下样品的总剂量响应.结果表明,在300 Gy的辐照水平下,低剂量率辐照条件下器件参数的退化损伤是高...     

8T CMOS图像传感器质子辐照效应研究

本文对新型8T CMOS图像传感器进行了不同能量的质子辐照实验。由于质子辐照后同时引入电离总剂量(TID)效应和位移损伤剂量（DDD）效应,使得器件参数的退化机理复杂。为了具体区分导致不同参数退化的主要因素,采用等效TID法和等效DDD法。实验得出DDD效应主要引起暗电流的退化,而TID效应主要导致光谱响应的退化,实验结果为辐射环境下图像传感器的加固设计提供了理论依据。     

掺锗石英光纤的稳态和瞬态γ辐射效应研究

开展了掺锗石英光纤在1.0×10~(-4)~0.5Gy(Si)/s剂量率下的稳态γ辐照实验和10~6~10~9 Gy(Si)/s剂量率下的瞬态γ辐照实验。结果表明:光纤辐射感生损耗与辐照总剂量呈饱和指数关系,与色心浓度微分方程推导出的结论相一致。在辐照总剂量相同的情况下,光纤辐射感生损耗随辐照剂量率的增大而增大。辐照期间有光注入较无光注入时的光纤辐射感生损耗低,证实了光褪色效应的存在。对实验用650、850和1 310nm 3个波长,光纤辐射感生损耗随波长的增大而减小。与光纤稳态辐射感生损耗相比,光纤瞬态辐射感生损耗要大得多;光纤瞬态辐射感生损耗峰值与脉冲总剂量呈线性关系,这与饱和指数关系在低剂量下的泰勒展开近似一致。     

瞬态闭锁试验在0.13 μm大规模集成电路中引起的潜在损伤

瞬态剂量率辐射试验会引起集成电路发生损伤或失效,其原因至少有两种：闭锁大电流引起的电路内部金属互连熔融;累积电离总剂量引起的氧化层电荷造成阈值电压偏移。本文以一种0.13 μm体硅CMOS处理器为对象,研究了瞬态剂量率和稳态电离总剂量辐射效应规律。结果表明：瞬态剂量率闭锁效应对处理器造成了显著的潜在损伤,导致其总剂量失效阈值从1 030 Gy(Si)降低至600 Gy(Si)。研究结论对于大规模集成电路的可靠性评估和指导辐射加固设计有重要参考意义。     

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。     

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。     

MOS器件总剂量效应敏感参数及其损伤阈值的概率模型分析

针对特征工艺尺寸为0.6μm NMOS进行了60Co电离辐照试验,分析了MOS器件总剂量辐照效应的原因,详细介绍了处理电离辐照试验数据的方法.建立了总剂量辐照效应的损伤阈值的统计概率模型,估计模型参数并对其进行了验证,结果表明,N型MOS的失效剂量更服从于威布尔函数分布;对不同辐照剂量下的NMOS敏感参数的损伤程度进行了统计分析,结果表明,器件的关态漏电流的增加量服从威布尔分布,关态漏电流在同等置信度下的不确定度随辐照总剂量增大.     

AlteraSRAM型现场可编程门阵列总剂量辐射效应

通过比较不同模块的输出波形、不同源程序的功耗电流以及输出端口的高、低电平随总剂量的变化关系,研究了AlteraSRAM型现场可编程门阵列（FPGA）器件在⁶⁰Coγ源辐照下的总剂量辐射效应。实验结果表明：器件的功能和功耗电流随总剂量的变化不同;不同模块随总剂量的变化关系相似,不同源程序的功耗电流随总剂量的变化趋势一致;总剂量辐照实验时功耗电流可作为判断器件失效的1个敏感参数。     

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。     

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...     

质子辐射环境下PNP输入双极运算放大器辐照效应与退火特性

对不同偏置下的PNP输入双极运算放大器在3、10 MeV两种质子能量下的辐照效应进行了研究,并将质子辐射损伤效应与0.5Gy(Si)/s剂量率60 Coγ射线辐射损伤效应进行了比较,以探究质子和γ射线产生的辐射损伤之间的对应关系。结果表明,运放LM837对γ射线的敏感程度较10 MeV质子和3 MeV质子的小,然而其室温退火后的后损伤效应却更严重;相同等效总剂量条件下,10 MeV质子造成的损伤较3 MeV质子的高;质子辐射中器件的偏置条件对损伤影响不大。     

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。     

瞬态闭锁试验在0.13μm大规模集成电路中引起的潜在损伤

瞬态剂量率辐射试验会引起集成电路发生损伤或失效,其原因至少有两种:闭锁大电流引起的电路内部金属互连熔融;累积电离总剂量引起的氧化层电荷造成阈值电压偏移。本文以一种0.13μm体硅CMOS处理器为对象,研究了瞬态剂量率和稳态电离总剂量辐射效应规律。结果表明:瞬态剂量率闭锁效应对处理器造成了显著的潜在损伤,导致其总剂量失效阈值从1 030 Gy(Si)降低至600 Gy(Si)。研究结论对于大规模集成电路的可靠性评估和指导辐射加固设计有重要参考意义。     

星载DC-DC电源转换器总剂量辐射损伤效应研究

对低功率、双输出型DC-DC电源转换器⁶⁰Coγ辐照后的总剂量辐射损伤及辐照后退火效应进行研究。探讨了器件在不同负载、不同输入电压条件下输入电流I_in、正路/负路输出电压V_out、正路输出电流I_out、抑制模式下的输入电流I_inhibit等参数随总剂量、退火时间的变化关系。实验结果表明：虽然同为小功率器件（DVHF2812DF与DVTR2815DF）,但抗总剂量辐射能力有所差异,这与以往结果不同;由于氧化物正电荷的累积,在追加辐照时器件参数发生很大变化;满功率负载条件下器件的电参数随总剂量变化明显;抑制模式下输入电流可作为一评估器件抗辐射能力的敏感参数。     

CMOS SRAM总剂量辐射及退火效应研究

对1 Mbits的静态随机存储器(SRAM)进行了总剂量辐照及退火试验,试验结果表明:静、动态功耗电流均随总剂量增加而显著增大;静态功耗电流的退化与功能失效有密切相关性,非常适合作为辐射环境下器件功能失效的预警量;SRAM的读写出错数存在辐射剂量阈值,超过阈值时出错数便会指数增加;退火过程可以使器件参数恢复到初始值附近,其中高温退火对出错数的恢复作用更加明显。     

双极运算放大器低剂量率辐照损伤增强效应的变温加速辐照方法

介绍了一种变温辐照加速评估双极电路低剂量率辐照损伤增强效应的新实验方法,并对各种实验现象的潜在机理进行了分析。结果显示,阶跃降低辐照温度的变温辐照法,不仅能较好地模拟双极运放电路实际空间低剂量率的辐照损伤,且比美军标的恒高温辐照法的总剂量评估范围明显增大,还可作为快速鉴别器件是否具有低剂量率辐照损伤增强效应的有效实验方法。