偏置条件对双极晶体管位移辐射损伤的影响

选用35 MeV Si离子,针对NPN及PNP型双极晶体管(BJT)进行辐照实验,探究重离子辐照条件下双极晶体管辐射损伤及缺陷在不同发射结偏置条件下的影响规律。通过原位测试不同偏置条件的双极晶体管电流增益等参数随辐照注量的变化关系,研究了发射结偏置条件对双极晶体管辐射损伤的影响。此外,采用深能级瞬态谱(DLTS)针对辐照后的双极晶体管进行了测试,得到了双极晶体管内的辐射缺陷信息。基于电性能测试和DLTS分析结果可以看出,双极晶体管辐照时所施加的偏置条件能够明显地影响器件的电性能参数和器件内的深能级缺陷浓度,不同类型的缺陷对于电性能的影响也存在明显差异。     

SiC功率器件辐照效应研究进展

SiC功率器件是许多航天器用电子设备的重要组成部分,是保障深空探测任务顺利进行的前提和基础。在梳理SiC功率器件发展概况的同时,针对不同SiC功率器件（SiC SBD、 SiC JBS、 SiC MOSFET）在空间辐射环境下的性能退化规律进行了概述,重点分析了辐射环境下SiC功率器件的损伤机理,为SiC功率器件抗辐射技术的长远发展提供了参考。     

高功率窄谱宽1 915 nm掺铥光纤激光器研究

开展了1 915 nm高功率、高效率、窄谱宽输出的掺铥光纤激光器（TDFL）研究。基于全光纤主振荡功率放大（MOPA）结构,采用40 W的793 nm半导体激光器泵浦纤芯直径25 m的双包层大模场面积（LMA）掺铥光纤,获得了最高功率12.1 W的1 915 nm窄谱宽连续种子激光输出。将8 W种子光注入掺铥光纤放大器,在793 nm激光泵浦功率为142.9 W时,获得了平均功率90 W的激光输出,其中心波长为1 915.051 nm,3 dB谱宽仅为94 pm,斜率效率为60.2%,光-光转换效率达63.0%。该系统在40 min运行考核时间内输出激光稳定性良好。     

氢气气氛下横向PNP晶体管电离损伤行为

无论氢在电子器件内部以何种形式(H2分子、H原子或H+离子)存在,均会对电子器件电离损伤产生作用,进而影响器件的抗辐照能力。本文深入研究了氢气和空气气氛条件下1 MeV电子辐照栅控横向PNP(GLPNP)型双极晶体管的辐射损伤缺陷演化行为。利用Keithley 4200SCS半导体参数测试仪对不同气氛下辐照过程中晶体管进行在线原位电性能参数测试,研究晶体管电性能退化与电子辐照注量和氢气深度之间的关系;基于栅扫技术(GS)和深能级瞬态谱技术(DLTS),研究双极晶体管中氢诱导电离损伤缺陷演化的基本特征。研究表明,与空气气氛相比,氢气气氛下电子辐照导致GLPNP的基极电流增加显著,而集电极电流明显降低,产生更多的氧化物电荷和界面态,这些现象均说明氢气加剧双极晶体管的电离辐射损伤。     

空间辐射环境下SiC功率MOSFET栅氧长期可靠性研究

利用等效1 MeV中子和γ射线对1200 V SiC功率MOSFET进行辐射,研究了电离损伤和位移损伤对器件的影响,并分析了辐射后器件栅氧长期可靠性。结果表明：中子辐射后器件导通电阻发生明显退化,与辐射引入近界面缺陷降低载流子寿命和载流子迁移率有关。时间依赖的介质击穿(TDDB)结果表明,栅泄漏电流呈现先增加后降低趋势,与空穴捕获和电子捕获效应有关。中子辐射后栅漏电演化形式未改变,但氧化层击穿时间增加,这是中子辐射缺陷增加了Fowler-Nordheim(FN)隧穿势垒的缘故。总剂量辐射在器件氧化层内引入陷阱电荷,使得器件阈值电压负向漂移。随后的TDDB测试表明,与中子辐射一致,总剂量辐射未改变栅漏电演化形式,但氧化层击穿时间提前。这是总剂量辐射在氧化层内引入额外空穴陷阱和中性电子陷阱的缘故。     

柔性倒置赝型三结太阳电池高能质子辐射效应研究

为考察柔性薄膜GaInP/GaAs/InGaAs倒赝型三结（IMM3J）太阳电池的抗辐照性能,本文对其进行了1、3、5 MeV高能质子辐照。SRIM模拟结果表明,1、3、5 MeV质子辐照在IMM3J电池中造成均匀的位移损伤。光特性(LIV)结果表明,开路电压(Voc)、短路电流(Isc)和最大输出功率(Pmax)与质子注量呈对数退化规律。通过非电离能量损失（NIEL）将不同能量质子的注量转化为位移损伤剂量（DDD）,结果显示,Voc和Pmax与DDD呈对数退化规律,而Isc遵循两种不同的退化规律。光谱响应测试证明,GaInP子电池具有优异的抗辐照性能,3个子电池中InGaAs(10 eV)子电池的抗辐照性能最差。     

GaN基MOSFET低温特性的实验表征及分析

深空探测活动需要电子元器件在极端低温环境（T<40 K）中能正常使用。基于低温环境下的应用需求,本文研究了GaN基MOSFET在15～300 K温区的低温环境效应。实验结果显示,随着温度逐渐从300 K降低到15 K,饱和漏极电流和阈值电压均增大。低温下,转移特性和输出特性均变好。分析发现,较高的电子迁移率是GaN基MOSFET低温下电特性变化的主要原因。