硅高压整流器件的中子辐照效应研究

本文概述了硅高压整流器件在中子辐照下的损伤机理。通过对器件的物理分析,指出器件在中子辐照下失效的主要原因是少子寿命的降低而导致W/2L的增大,从而使体电阻R_n增大。文章给出了提高器件抗中子辐照性能的设计思想及两种有效的手段,即提高器件的掺杂浓度和降低器件的高阻区宽度。文中还对比了几个加固与未加固器件的中子辐照结果。     

GaN HEMT器件中子辐照效应实验研究

建立了GaN HEMT器件(氮化镓高电子迁移率晶体管)中子原位测试技术和辐照效应实验方法,开展了GaN HEMT器件脉冲反应堆中子辐照效应实验研究,重点研究了电离辐射和位移损伤对器件性能退化的影响,获取了GaN HEMT中子位移损伤效应敏感参数和效应规律.结果表明,阈值电压、栅极泄漏电流以及漏极电流是中子辐照损伤的敏感...     

非规则栅结构PD CMOS/SOI器件SPICE模型参数分析

针对抗辐照设计中特殊非规则条栅栅结构的CMOS/SOI器件,分析其SPICE模型参数,对源漏电阻、电容、体接触电阻等其他模型参数作出调整,建立非标准器件的完整精确模型.设计制作了多种不同非标准栅结构的PD CMOS/SOI 晶体管,并采用新的SPICE模型参数来模拟这些器件.模拟数据和试验数据具有很好的一致性,证明所建立的模型具有较高精度,适合抗辐照电路设计应用.     

高压换流器辐射效应在线测试系统设计及应用

针对高压换流器类器件的电特性参数,设计了一种适合辐射效应在线测试的自动测试系统,适用于剂量率、总剂量与中子注量辐照试验中的参数测试。本文简述了系统测试功能和软硬件组成,并利用高压换流器SWM012RH完成了辐照试验测试验证。测试结果表明,检测系统能够完成主要参数的测试,高压测试精确度满足1%的要求,为开展高压换流器相关类型器件的辐照试验验证和抗辐射性能评估能力奠定了基础。     

双极型晶体管中子辐照研究

航天技术的飞速发展对电子系统的固体化、小型化提出越来越高的要求。在宇宙空间工作的电子器件将受到各种射线及高能粒子的辐照。本文主要研究双极型晶体管在高能中子辐照下电参数的变化情况及提高器件抗中子辐照能力的措施。     

日盲紫外焦平面探测器的抗辐射加固设计

设计了一款320×256元抗辐射日盲紫外焦平面阵列探测器,重点针对探测器的读出电路版图、积分开关偏置点、探测器芯片外延结构及器件工艺开展了抗辐射加固设计。对加固样品开展了γ总剂量和中子辐照试验和测试,试验结果表明样品的抗电离辐照总剂量达到150krad(Si),抗中子辐照注量达到1×10¹³n/cm²(等效1MeV中子),验证了抗辐射加固措施的有效性。     

典型电子器件中子和总剂量辐照协同损伤研究

研究了几种典型电源类电子器件的中子和总剂量辐射效应,包括单总剂量效应、单中子辐射效应、总剂量和中子分时序贯辐照效应以及中子和总剂量同时辐照效应,分析了不同辐照条件下电子器件的失效中子注量(总剂量)阈值。试验结果显示,分时序贯、同时辐照试验给出的电子器件辐照失效阈值低,而单项辐射效应试验给出的失效阈值偏高。对于该类双极工艺器件存在协同增强损伤的机理进行了分析,其主要原因在于同时辐照时,电离损伤在晶体管氧化层产生氧化物正电荷,使基区表面势增加,与此同时界面态数量增多,减少Si体内次表面载流子浓度的差异,从而使电流增益的退化加剧,增强晶体管的中子位移损伤。按照同时辐照进行试验考核,更能真实评估器件的综合抗辐射性能,研究结果对于器件抗辐射性能评估具有重要意义。     

NTDCZSi中辐照缺陷的电镜观察

利用硅中固有杂质与缺陷的相互作用来改善硅片质量以适应硅器件日趋严格的技术要求,逐步形成了目前的“缺陷工程”的内容,而将直拉硅(czsi)进行中子嬗变掺杂(NTD)不仅解决了掺杂的均匀性问题,且因大剂量中子辐照在czsi中引入大量的辐照缺陷并与czsi中氧等杂质的相互作用为缺陷工程增添了新的内容,最近的研究表明,中子辐照能强烈地抑制硅片表面缺陷,促进了硅中氧沉淀,并使czsi中氧沉淀定量控制,定域分布,定型转化。从而可改善器件质量,使器件成品率大大提高,因此对NTDCZSi中辐照缺陷的性质,结构及与硅中杂质的相互作用的研究,无疑对解释NTDCZSi中其它实验事实,对改善VLSI器件的材料性能都会具有十分重要的意义。     

先进双极微电路的快速退火

本文论述了器件在快速中子脉冲群的辐照以后,有关迅速退火的几种新工艺。已发现“劈出”(breakout)器件的退火响应和已有工艺模型的预计值相一致。并给出了从已有模型得到的分析表达式。几种“劈出”器件的研究结果表明:根据某些工艺研究制造出来的数学集成电路,中子辐照强度可超过1×10~(15)NVT(E>10K-eV)。此外还介绍了FAST和ALS与非门的中子辐照响应数据。     

中子辐照对彩色CMOS图像传感器性能的影响

对一种彩色互补金属氧化物半导体(CM0S)图像传感器芯片进行了反应堆中子的辐照实验研究,利用图像分析软件分析了辐照前后芯片的暗输出图像的平均暗输出、暗输出不均匀性和动态范围等参数;与γ射线辐照很不相同,中子辐照器件的暗输出图像上出现许多大而密的斑点和条纹,图像上有很多白点和白点串;经过长时间室温退火后的图像质量没有明显改善.文章初步探讨了CMOS图像传感器的辐照损伤机理.     

中子辐照对彩色CMOS图像传感器性能的影响

对一种彩色互补金属氧化物半导体(CM0S)图像传感器芯片进行了反应堆中子的辐照实验研究,利用图像分析软件分析了辐照前后芯片的暗输出图像的平均暗输出、暗输出不均匀性和动态范围等参数;与γ射线辐照很不相同,中子辐照器件的暗输出图像上出现许多大而密的斑点和条纹,图像上有很多白点和白点串;经过长时间室温退火后的图像质量没有明显改善.文章初步探讨了CMOS图像传感器的辐照损伤机理.     

新型功率器件IGBT及其辐照效应

简要分析了ＩＧＢＴ器件的工作机理，对制作的２０Ａ／１０５０Ｖ ＩＧＢＴ芯片进行了中子辐照实验，并对比了辐照前后器件的关断特性，发现辐照可提高器件的开关速度，但也导致了器件有关特性的退化。     

用中子辐照提高体硅CMOS器件的抗瞬时辐照能力

通过测定专门设计的寄生样电流增益，用注入电流法测定CMOS器件的产锁阈值及用JT－1图示仪扫描测定闭锁曲线，有力地证实了体硅CMOS器件经中子辐照后其抗闭锁能力及抗瞬时辐照能力均有明显提高，激光脉冲器的瞬时辐照结果亦证实了这点。     

中子辐照诱导CCD电荷转移效率降低的数值模拟与分析

运用半导体器件二维数值模拟软件MEDICI,分别对能量为1 MeV和14 MeV的中子,在注量范围为3×1013～5×1014cm-2辐照下,对CCD器件电荷转移效率的变化规律进行数值模拟研究.建立了MEDICI软件模拟CCD电荷转移效率变化的器件物理模型、中子辐照模型,并对模拟结果进行了机理分析,得出中子辐照诱导CCD器件电荷转移效率降低的初步规律.     

中子辐照对IGBT特性的影响

简要分析了ＩＧＢＴ器件的工作机理,制作了２０Ａ／１０５０Ｖ的ＩＧＢＴ芯片,给出了测试结果。对试制芯片进行了中子辐照实验,对比了辐照前后器件的关断特性。     

氮化镓基白光发光二极管的快中子辐照效应

对注入量为1×10¹⁴ cm^-2的快中子(1.2 MeV)对氮化镓(GaN)基白光发光二极管(LED)器件的辐照效应进行研究。通过测量和分析器件的电致发光谱(EL)、光功率-电流(L-I)和电流-电压(I-U)特性,发现器件辐照后光功率降低,而EL谱形状几乎没有变化,表明该注入量的中子辐照主要对器件中的蓝光LED芯片造成了损伤。进一步分析发现,中子辐照导致蓝光LED量子阱中产生大量非辐射复合中心,增加了漏电流并减小了量子阱中载流子密度,从而降低LED的输出光功率。由此,在原有GaN基蓝光LED等效电路模型的基础上,加入由中子辐照导致的影响因素,不仅有助于理解中子辐照对LED光功率的衰退影响机理,还为预测辐照后光功率的变化提供了可行性。     

MEMS开关辐照实验研究

进行了MEMS开关的辐照试验,并对结果进行了分析。所述的MEMS开关采用单晶硅悬臂梁结构实现金属电极接触,工作电压小于50V,最大工作频率大于10kHz。进行了中子辐照和γ辐照实验,其中中子注量为2.73×1013cm-2,γ总剂量为50krad(Si)。并通过对MEMS开关辐照前后性能的测试,获得了辐照对MEMS开关性能影响的实验数据。结果表明,在辐照剂量大于10krad(Si)时MEMS开关性能有明显变化。借鉴国外的相关研究成果,对MEMS器件的辐照失效机理进行了初步分析。     

深亚微米N沟道MOS晶体管的总剂量效应

为了研究深亚微米工艺CCD的辐射效应特性,了解因器件特征尺寸变小引入的新效应,对0.18 μm商用工艺线上流片的不同沟道宽长比的N型沟道MOSFET器件进行了⁶⁰Co-γ射线辐照实验,这些NMOSFET与CCD内的MOSFET结构相同。分析了辐照后由于总剂量效应导致的NMOSFET参数退化情况以及参数的常温和高温退火行为。实验结果表明,深亚微米工艺器件的辐射耐受性相比大尺寸器件明显增强,不同沟道宽长比的器件表现出的总剂量效应差异显示了器件具有明显的窄沟效应,界面陷阱电荷在新型器件的总剂量效应中起主导作用。研究结果为大面阵CCD的辐射效应研究和辐射加固设计提供了理论支持。     

电荷耦合器件辐射效应理论分析与模拟试验方法研究

分析了CCD电离效应和位移损伤机理,建立了一种国产埋沟CCD器件物理模型,实现了CCD信号电荷动态转移过程的数值模拟,计算了1MeV、14MeV中子引起的CCD电荷转移效率的变化规律.建立了线阵CCD辐照效应离线测量系统,实现了CCD辐射敏感参数测试.利用Co-60γ源和反应堆脉冲中子,开展了商用器件总剂量和中子位移损伤效应模拟试验,在不同辐照条件下,给出了暗电流信号、饱和电压信号、电荷转移效率以及像元不均匀性的变化情况.     

《微电子学》1988年第18卷1～6期总目录索引

抗辐射加固技术期(页)双极晶体管中子辐照实验研究…………………………”…·…·:………………………”六(1)中子辑照对双极型器件电参数的影响…………………………………Y………………·六(8)双扩散晶体管中子损伤常数预估初探……………………………………………………六(14)硅高压整流器件中子辐照效应研究……………………………………………………六(19)MOSFET的低温(了7。K)电离辐照特性…………………………一…”………………·六(24)短沟道MOSFET阈值电压辐照增强翼移效应……………………………………………六(29)中规模…