平衡材料对双极器件电离总剂量效应的影响

本文选择贴片式NPN双极器件作为研究对象,采用在器件辐照试验时设置平衡材料的方法,通过对器件辐照敏感电参数的测量,研究平衡材料对双极器件电离总剂量效应的影响程度.结果表明：在器件辐照试验时设置平衡材料,器件的敏感电参数电流增益较未设置平衡材料退化更明显,仅设置前平衡材料比仅设置后平衡材料影响更大.在器件前后均设置平衡材料、仅设置前平衡材料和仅设置后平衡材料三种不同条件下,器件电流增益退化差异在50krad（Si）剂量点时分别为22.55%、13.38%和12.58,当辐照总剂量达到300krad（Si）时降低至11.65%、7.31%和4.14%.因此在评估器件的抗辐照性能过程中,很有必要在器件进行辐照试验时根据器件的结构尺寸,设置一定厚度的平衡材料,使器件敏感区满足次级电子平衡条件,从而保证器件敏感区实际吸收剂量达到标称辐照剂量.     

PMOS剂量计对60Co和10keV光子的剂量响应差异

针对P型金属氧化物半导体(PMOS)剂量计对⁶⁰Co和10keV光子的剂量响应差异问题,本文对400nm-PMOS剂量计进行了不同栅压条件下⁶⁰Coγ射线和10keVX射线的对比辐照试验,并通过中带电压法和电荷泵法分离氧化物陷阱电荷和界面态陷阱电荷的影响,发现PMOS对10keV光子的响应明显低于⁶⁰Coγ射线,其中主要的差异来自氧化物陷阱电荷,退火的差异表示不同射线辐照下的陷阱电荷竞争机制不同,不同的分析方法也带来一定差异。通过使用剂量因子和电荷产额修正,减小了剂量响应的差异,同时对响应的微观物理机制进行了解释。通过有效剂量修正和电荷产额修正可以很大程度上减小不同能量的剂量响应差异,为PMOS的低能光子辐射环境应用提供了参考。     

高温环境下PMOS剂量计的剂量响应研究

通过室温和高温条件下的辐照试验,研究了100 nm和400 nm栅氧厚度PMOS剂量计(RADFETs)在高温下的辐照响应。实验剂量率为3 rad(Si)/s和0098 rad(Si)/s,辐照总剂量达80 krad(Si)。采用中带电压法进行氧化物陷阱电荷和界面态陷阱电荷的分离,对高温下辐照响应的微观机理进行了分析。氧化物陷阱电荷的退火作用是导致非线性响应的主要原因。不同氧化层厚度的氧化物陷阱电荷密度差异很大,高温下100 nm和400 nm RADFETs的界面态陷阱电荷密度差异较小。最后讨论了高温下不同栅氧厚度RADFETs的适用性,为高温环境下RADFETs的应用提供了参考。     

低失调电压双极运放的单粒子瞬态特性研究

在Ne、Fe、Kr、Xe、Ta五种重离子入射条件下获得了运放的SET幅值-宽度分布,发现SET脉冲具有宽、窄两种形态。在SET幅值-宽度特性基础上,采用概率密度方法获得了任意SET阈值下散射截面与LET的关系。考虑入射深度与器件敏感区域的匹配,根据产生的电荷量,可对重离子-激光的SET进行关联,以便获得等效重离子的激光能量。激光与重离子的对比试验表明,选取恰当的激光能量,能够反映重离子产生的SET幅值。研究结果为双极模拟集成电路抗SET选型评估及激光试验条件的选取提供了参考。     

质子辐照对RADFETs的γ辐照剂量响应的影响研究

针对辐射敏感晶体管(Radiation Sensitive Field-Effect Transistors,RADFETs)在地面标定使用60Co γ射线源而实际空间应用时存在的质子电子辐射环境的差异性问题,进行了10 MeV质子和60Coγ射线的对比辐照与协和辐照试验.采用中带电压法(Mid-gap Techniq...     

不同温度辐照下栅控双极晶体管的总剂量效应参数退化研究

本文选用特殊测试结构的栅控横向PNP(gated lateral PNP, GLPNP)双极晶体管为研究对象,在不同辐照温度下,得到了温度和剂量对GLPNP双极晶体管辐射损伤的响应机制。试验结果表明,温度和剂量是影响界面陷阱电荷生成和退火动态平衡的关键因素。在低剂量阶段,高温辐照会导致GLPNP双极晶体管辐射损伤加快,在高剂量阶段,适当降低温度会促进界面陷阱电荷的生长。     

浮栅晶体管不同射线剂量响应特性研究

针对浮栅晶体管在不同射线下的响应差异问题,进行了⁶⁰Co-γ射线、25 MeV质子和1 MeV电子的辐照试验,研究了不同射线下浮栅晶体管的剂量响应差异。采用蒙特卡罗方法对器件灵敏区的吸收剂量进行了修正。通过中带电压分离出界面陷阱电荷,分析了不同射线下电离辐射响应差异的微观机理。研究结果表明,在等效剂量下,质子辐照后电离响应特性与⁶⁰Co-γ射线较为接近,电子辐照后响应程度略低于质子和⁶⁰Co-γ射线。对器件灵敏区的吸收剂量进行修正后,三种射线下的剂量响应特性差异降低。质子辐照后界面陷阱电荷数量多于⁶⁰Co-γ射线和电子射线。试验研究为浮栅晶体管辐照传感器的研制提供参考。     

高能~(56)Fe离子入射屏蔽材料的次级粒子模拟分析

空间辐射环境下的高能重离子入射屏蔽材料会产生大量次级粒子,为研究屏蔽材料产生的次级粒子对太空舱内辐射环境的影响,本文使用基于蒙特卡罗方法的Geant4软件模拟空间高能~(56)Fe离子入射铝、碳、聚乙烯、水4种屏蔽材料,分析透射屏蔽体的初级粒子及由屏蔽材料产生的次级电子、次级中子、次级质子和次级γ的能谱以及水吸收体中的能量沉积和深度剂量分布。分析产生的次级重粒子类型和能量,比较4种屏蔽材料对高能Fe离子的屏蔽性能。结果表明,聚乙烯材料对高能重离子的屏蔽性能最好,但同时产生的次级重粒子的能量最大,约为铝材料产生次级重粒子能量的4倍。屏蔽体产生所有次级粒子中,次级质子和原子序数为22-26的次级重粒子贡献最大。     

浮栅晶体管的辐照响应及退火特性研究

对浮栅晶体管进行了⁶⁰Co-γ射线总剂量辐照试验，研究了浮栅晶体管的电离辐射响应特性，通过对晶体管在辐照后的常温和高温100℃下的退火，分析了电离辐射环境下浮栅晶体管的陷阱电荷的产生及变化过程，监测了浮栅电荷存储能力。结果表明，辐照导致浮栅晶体管中多晶硅浮动栅极存储电荷的丢失，界面处感生的陷阱电荷数量远少于氧化物陷阱电荷及浮栅中电荷丢失量，退火效应可恢复浮栅受辐射影响的存储能力。试验数据为浮栅晶体管在电离辐射环境的测试及应用提供参考。