航天电子元器件抗辐照加固工艺

介绍了空间辐射环境及电子元器件抗辐照处理的必要性;阐述了影响抗辐照加固性能的主要因素。结合实际工程应用,对于抗辐照加固工艺过程进行了着重说明,列举了抗辐照加固环节所应注意的一些要点。     

半导体器件抗辐射加固现状及其发展

对六种现有器件的抗辐照水平进行了简单的介绍，其中CMOS和CMOS／SOS器件具有较好的抗辐照能力，将被军用和空间电子系统广泛采用，特别CMOS器件是空间电子系统应用最理想器件。本文详细的介绍了具有很大发展前途的二种抗辐射加固器件－SOI和GaAS器件，它们的抗辐照能力将能完全满足军用电子系统对抗辐射加固愈来愈高的要求。     

CMOS IC瞬时辐照效应的计算机模拟

<正> 一、引言 由于半导体器件抗核加固研究工作的需要,应用计算机模拟分析半导体器件的辐照效应不仅能节约大量资金,而且能缩短抗核加固研究工作的周期,因此,它已成为抗核加固研究工作的一个重要方面。本文应用电路分析程序模拟CMOS电路的瞬时辐照效应,并和实验结果进行了比较。     

嵌入式计算机在导弹系统中的应用

本文讨论了弹载计算机的抗辐照加固问题,重点评述了嵌入式计算机在导弹系统中的应用,并指出了其前景.     

一种宽频带放大器抗中子加固设计的计算机模拟

半导体宽频带放大器受中子辐照后，由于晶体管电流放大倍数减小而导致电路放大能力下降。本文利用变容二极管受中子辐照后其偏置电容要减小的特性。对一种宽频带放大器电路进行了抗中子加固设计。计算机模拟结果表明，经加固的宽频带放大器在达到１．３５×１０＾１４ｎ／ｃｍ＾２中子注量时，其放大能力也不会衰减。相对未加固电路，抗中子能力提高了许多。     

高可靠HIC抗辐照加固途径分析

高可靠混合集成电路（HIC）在航空、国防等领域均有广泛的应用。本文首先从空间应用和国防需求两方面阐述了提高HIC抗辐照能力的战略意义，然后总结了高可靠HIC可能遇到的辐射类型并简要介绍各辐射的损伤机理。在此基础上从IC辐照容差设计、半导体器件抗辐照加固和HIC抗辐照屏蔽三方面说明了提高高可靠HIC抗辐照能力的途径。最后提出一些建议。     

一种低功耗抗辐照加固256kb SRAM的设计

设计了一个低功耗抗辐照加固的256kbSRAM。为实现抗辐照加固，采用了双向互锁存储单元（DICE）构以及抗辐照加固版图技术。提出了一种新型的灵敏放大器，采用了一种改进的采用虚拟单元的自定时逻辑来实现低功耗。与采用常规控制电路的SRAM相比，读功耗为原来的11％，读取时间加快19％。     

一款深亚微米抗辐照芯片的设计与实现

设计了一款适用于航空航天领域的深亚微米抗辐照四路串口收发电路,重点介绍了逻辑设计、后端设计和抗辐照加固设计。电路采用0.18μm CMOS工艺加工,使用工艺加固、单元加固及电路设计加固等多层次加固技术,有效地提高了电路的抗辐照能力。     

BF2^＋注入硅栅PMOSFETγ辐照效应

本文系统地研究了ＢＦ２＾＋注入硅栅ＰＭＯＳＦＥＴ阈值电压漂移与γ辐照总剂量之间的关系，深入地探讨了ＢＦ２＾＋注入抗γ辐照加固的机理。结果表明，ＢＦ２＾＋注入是一种抗γ辐照加固的新方法。     

紫外焦平面探测器读出电路抗辐照加固设计

分析了MOS器件的辐照特性及辐照失效机理。基于Global Foundries 0.35μm CMOS工艺,设计了一款320×256抗辐照加固紫外焦平面读出电路。该电路数字部分MOS管采用环形栅和双环保护进行加固,并在读出电路表面交替生长了SiO2-Si3N4复合钝化层。对加固后的读出电路进行了γ辐照试验,并使用示波器实时监测读出电路的输出状态。对比加固前后的读出电路实时辐照状态表明,加固后的读出电路抗辐照性能得到了明显提高,其抗电离辐照总剂量由35krad(Si)提升至50krad(Si)。     

高功率高均匀性稳态硬X射线辐照装置研制

X射线辐照广泛应用于农业育种、材料改性、器械消毒和电子设备抗核加固设计等诸多领域。本文介绍了一种高功率、高剂量均匀性的紧凑型硬X射线辐照源的研制,针对辐照的剂量率、空间均匀性、能谱等需求,通过蒙特卡罗模拟方法进行优化设计,结合长期运行可靠性对电源的要求等,采用了“三明治”型结构X射线输出窗,工作电压为225 kV,总功率为9 kW。研制的样机经过测试,在距离靶点150~200 cm的Φ500 mm辐照空间内剂量率不均匀度优于3 dB,平均剂量率最大约39.72 Gy/h,X射线能谱的平均能量约为59.88 keV。该辐照源已经在电子设备抗核加固设计、病毒辐照效应等领域得到应用。     

空间用集成电路辐照加固设计纲要-Ⅰ

这是一篇全面介绍用于空间环境的集成电路抗辐照加固方案的综述文章,系统地论述了各种MOS、双极和GaAs集成电路抗总剂量辐照和单击事件扰动的加固问题。原文的中文译文约五万多字,全文附图43幅,参考文献70余篇。鉴于本刊篇幅有限,本文着重编译了与器件和电路加固技术直接有关的论述,压缩至三万字左右。为了便于读者深入了解有关问题,我们仍按原文章节顺序排列,并保留了全部附图和参考文献的说明。限于编译者水平,在选材和对原文的理解方面如有不妥之处,敬请指正。最后还须指出,本文介绍的加固方案都是针对低辐照剂量率的空间环境,至于中子、γ剂量率极高的核爆炸环境下的电路加固问题,不属本文的讨论范围。     

红外探测器辐照机理分析及辐照试验验证

红外探测器处于太空或辐射环境会受到各种辐射粒子作用,其性能会发生衰减。本文主要分析了各种辐射效应对HgCdTe红外探测器性能影响机理。针对红外探测器复合钝化加固方法,ROIC环源环栅加固方法进行试验验证。辐照试验显示,加固后的红外探测器互联抗辐照读出电路,其抗总剂量、抗剂量率及抗中子辐射位移达到了比较好抗辐照效果。     

Buck型小功率DC／DC模块电源总剂量辐照实验研究

用于空间系统的电子元器件和电路性能受辐照累积剂量的严重影响。本文针对一种Buck型小功率DC／DC模块电源进行了电离辐照实验，研究结果表明：随着辐照剂量的增加，该类器件输出电压增大，输入电流增大和整体转换效率降低，且加偏辐照DC／DC模块电源更早出现上述参数退化，其低频噪声参量呈现出与电参数相似但幅度更大的退化趋势。进一步的研究结果表明，其内部的功率MOSFET辐照引起的阈值电压漂移是导致该类电源辐照后输出电压增加的主要原因。本文研究结果可为该类器件的抗辐照性能加固提供实验基础。     

抗总剂量Boost型 DC-DC转换器设计

采用设计加固方法,基于标准商业0.35微米CMOS工艺,设计了抗总剂量Boost型 DC-DC转换器芯片。从系统设计角度出发,综合采用了同步整流、高开关频率、自适应动态斜坡补偿等技术提高DC-DC转换器性能和抗辐照能力;分别从电路级和器件级对转换器进行了加固设计。考虑DC-DC转换器总剂量效应,电路级加固分别从模拟电路加固和数字电路加固着手;提高环路稳定裕度,有效的提高转换器反馈环路的抗总剂量能力。为有效的降低场区辐射寄生漏电,器件级采取的加固措施是转换器的控制部分MOS管采用H栅实现,输出功率MOS管采用环形栅实现。辐照实验结果表明,设计的抗总剂量Boost型 DC-DC转换器在总剂量超过120 krad (Si )后才出现功能失效,而非加固的电路在总剂量超过80 krad (Si )后才出现功能失效;加固电路的辐照后电流明显小于非加固电路;加固电路的辐照后效率也高于非加固电路。     

抗辐射数字电路加固技术研究

文章对电路抗辐射的机理进行了研究,提出了几种提高数字电路抗辐射能力的方法:通过工艺控制减小辐射后的背栅阈值电压漂移,通过版图增加体接触、采用环型栅等结构提高单元的抗辐射能力,通过对电路关键节点的加固提高整体电路的抗辐射能力。为了验证加固方法的可靠性,设计了一款电路进行抗总剂量、抗瞬态剂量率、抗中子辐射、抗单粒子辐射等多种试验。通过辐照试验结果可以看到,采用抗辐照方法设计的电路具有较强的抗辐照能力,为今后抗辐照电路的研制和开发奠定了坚实的基础。     

一种辐照加固的航空总线收发器电路设计

文章分析了电子元器件在空间辐照影响下的一些性能变化,考虑实际使用环境,设计了一种辐照加固的航空总线收发器电路。该电路主要实现在航空总线与协议处理电路之间信号转化的功能。与以往的双极工艺不同,文中所述的电路采用CMOS工艺结构,在实现高驱动能力、低噪声等性能的同时,降低了功耗。此外,还对电路结构进行改进,综合考虑了芯片面积等指标,选择采用体硅加固方式,有效提高了电路抗辐照的能力。收发器电路采用中微晶园单多晶双铝1．0μm工艺流片,面积约为6．45mm×6．55mm,经实验测试表明,电路抗辐照总剂量能力达到300kRad（Si）．     

抗辐射加固封装国产存储器的电子辐照试验

用特种复合屏蔽材料和缝焊封接工艺进行抗辐射封装,在普通封装存储器28C256的基础上,研制了抗辐射封装加固存储器LS28C256R。设计专用试验测试电路板和测试软件,以进行存储器器件加电工作条件下电子加速器辐照试验的动态测试。辐照对比试验结果表明,加固存储器LS28C256R的抗电子源辐照能力比普通封装存储器28C256提高1～2个数量级,为商用成品（Commercial Off-The—Shelf,COTS）器件在空间领域中的应用提供了技术支撑。     

CMOS图像传感器辐照损伤效应仿真模拟研究进展

CMOS图像传感器(CIS)工作在空间辐射或核辐射环境中遭受的辐照损伤问题备受关注。对CIS辐照损伤效应进行仿真模拟研究有助于深入揭示辐照损伤机理,进而开展抗辐射加固设计,有效提升CIS抗辐照能力。文章通过梳理国内外开展CIS辐照损伤效应仿真模拟研究方面的进展情况,结合课题组已开展的电子元器件辐照效应仿真模拟和实验研究基础,从CIS器件建模、时序驱动电路建模、辐照损伤效应建模、仿真模拟结果校验等方面探讨了CIS辐照损伤效应的仿真模拟方法,分析总结了当前CIS辐照效应仿真模拟研究中亟待解决的关键技术问题。     

SOI材料与器件的辐照效应

目前，ＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）材料的一个主要用途是用来制作抗辐照电路，本文以ＳＩＭＯＸ（ＳｅｐｅｒａｔｉｏｎｂｙＩＭｐｌａｎｔａｔｉｏｎｏｆＯＸｙｇｅｎ）技术为主，详细论述了ＳＯＩ材料和器件（ＭＯＳＦＥＴ）的辐照特性及其机理，包括总剂量、瞬时和单粒子效应，并以总剂量效应为主。经过恰当的加固工艺和优化设计，可以制造出优良的抗辐照集成电路。