MOSFET功率管器件单粒子烧毁效应(SEB)截面测量

对MOSFET功率管进行了16^O、35^Cl、79^Br离子及高剥离态^127I离子的单粒子烧毁(SEB)效应截面测量，得到了SEB截面相对于线性能量转移(LET)值的曲线。对两种类型10片MOSFET功率管器件的SEB截面进行了测量。研究了器件在不同工作条件下，如不同的漏源电压VDs和栅源电压KGs条件下的SEB效应。在相同条件下，^127I的SEB截面比^79Br的高近两个量级。     

功率MOSFET器件单粒子烧毁252Cf源模拟试验研究

本工作涉及利用²⁵²Cf源进行辐射效应试验研究的方法。结合功率MOSFET器件单粒子烧毁测试技术，对功率MOSFET器件辐射效应进行模拟试验研究。研究结果表明：在空间辐射环境下，功率MOSFET器件尽量使用在低电压范围内；在电路设计中附加必要的限流电阻是1种十分有效的抗单粒子烧毁措施。     

星用功率MOSFET器件单粒子烧毁试验研究

针对国产功率MOSFET器件JTMCS081和JTMCS062,利用实验室的MOSFET器件单粒子烧毁试验测试系统,在²⁵²Cf模拟系统上开展了单粒子烧毁评估试验研究。通过试验研究获得了被试器件单粒子烧毁的电压阈值,为被测器件在卫星型号的使用提供技术参考依据。     

JFET区宽度对SiC MOSFET单粒子效应的影响

SiC MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)关键参数——结型场效应晶体管(JFET)区宽度一直被认为是SiC MOSFET单粒子效应的主要影响因素。针对这一影响因素,以同一结构不同JFET区宽度的1.2 kV SiC MOSFET器件为对象进行单粒子效应实验,探究JFET区宽度对器件单粒子烧毁阈值电压、漏电退化阈值电压以及负栅压条件下器件性能的影响。结果表明：随着JFET区宽度的减小,漏电退化阈值电压增大;减小器件JFET区宽度可有效改善器件的抗单粒子效应能力;在负栅压条件下对器件单粒子效应也会有此效果。采用Sentaurus TCAD进行模拟仿真,模拟结果证实,JFET区宽度以及负栅压的变化会影响氧化层下JFET区内空穴的积累,随之影响氧化层电场强度,从而影响器件单粒子漏电退化,与实验结果相符。以上结果为SiC MOSFET抗单粒子效应加固提供了理论基础。     

应用于空间系统的Power MOSFET辐射响应特性

为给金属氧化物半导体场效应功率管（Power MOSFET）在航天系统中的应用提供辐照数据基础和依据。用60^Co源对将应用于空间系统的两种Power MOSFET进行了不同总剂量的辐照实验。从微观氧化物陷阱电荷和界面态的辐射感生角度，分析了Power MOSFET器件在60^Co γ，射线辐射下的总剂量和剂量率效应以及辐照后70℃退火特性。试验表明与N沟道Power MOSFET相比，P沟道Power MOSFET可能更适合空间应用。     

SiC器件单粒子效应敏感性分析

新一代航天器需要使用耐高压、功率损耗低的第3代半导体SiC器件，为了给器件选用和抗辐射设计提供依据，以SiC MOSFET和SiC二极管为对象，进行单粒子效应敏感性分析。重离子试验发现，在较低电压下，重离子会在SiC器件内部产生永久损伤，引起漏电流增加，甚至单粒子烧毁。SiC MOSFET和SiC二极管试验结果类似。试验结果表明SiC器件抗单粒子能力弱，与器件类型关系不大，与SiC材料有关。为了满足空间应用需求，有必要进一步开展SiC器件辐射效应机理、试验方法和器件加固技术等研究。     

SiC MOSFET单粒子效应研究现状

伴随核能与空间技术的快速发展,SiC MOSFET等高压大功率器件的应用不断增加,其因环境中的高能粒子辐射所引起的单粒子效应问题（如单粒子烧毁、单粒子栅击穿等）也逐渐凸显。为全面深入认识该问题,首先,论证了SiC MOSFET的优势特性,及其在辐射应用中面临的关键问题。然后,整理了目前国内外关于SiC MOSFET单粒子效应的模拟计算、辐照实验及相应研究成果,总结了在SiC MOSFET单粒子效应研究中的主要关注点,并分析了SiC MOSFET单粒子效应敏感性较高的原因。最后,基于目前SiC MOSFET单粒子效应研究中仍存在的问题,展望了未来可重点关注的研究方向。通过系统总结国内外SiC MOSFET单粒子效应研究进展,希望能为研究SiC MOSFET单粒子效应物理机制以及改进其抗单粒子效应加固技术提供有价值的参考。     

n沟VDMOSFET单粒子烧毁的二维数值模拟

应用半导体器件二维模拟软件Medici对功率MOSFET器件单粒子烧毁SEB(Single Event Burnout)效应开展了理论模拟研究。理论模拟与以往的实验结果比较吻合,证明采取的物理模型的正确性。得到了SEB灵敏度与载流子浓度、基区宽度和发射结掺杂浓度等参数的变化关系,提出了改善SEB的几种加固措施。该模型对于评估器件SEB效应提供了理论方法。     

MOSFET辐射效应测试装置的研制

为进行金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)的单粒子翻转、烧毁截面、栅穿、闭锁等辐射效应的研究,研制了MOSFET辐射效应的测试装置.记述了利用该装置在252Cf源、激光辐射效应实验装置及HI-13串列加速器上进行的MOSFET的辐射效应实验.     

抗辐射加固高压NMOS器件的单粒子烧毁效应研究

由于施加高栅极工作电压,使得器件容易发生重离子辐射损伤效应,其中,重大的重离子辐射损伤效应是单粒子栅穿效应（SEGR）和单粒子烧毁效应（SEB）。本文介绍了抗辐射加固高压SOI NMOS器件的单粒子烧毁效应。基于抗辐射加固版图和p型离子注入工艺,对高压器件进行抗辐射加固,提高器件的抗单粒子烧毁能力,并根据电路中器件的电特性规范,设计和选择关键器件参数。通过仿真和实验结果研究了单粒子烧毁效应。实验结果表明,抗辐射加固器件在单粒子辐照情况下,实现了24 V的高漏极工作电压,线性能量传输（LET）阈值为835 MeV·cm2/mg。     

功率MOS、IGBT单粒子烧毁、栅穿效应模拟实验研究

建立了利用^252Gf裂片源,模拟空间重离子引起的单粒子烧毁、栅穿效应的实验方法和测试装置,开展了功率MOS器件、IGBT的单粒子烧毁、栅穿效应的模拟试验研究,给出了被试器件单粒子烧毁、栅穿效应的损伤阈值,以及随器件偏置的变化规律。     

功率MOS器件单粒子烧毁效应的PSPICE模拟

建立了功率MOS器件单粒子烧毁效应的等效电路模型和相应的参数提取方法,对功率MOS器件的输出特性和单粒子烧毁效应的机理进行了分析和PSPICE模拟,模拟结果与文献中提供的数据相符合,表明所建立的器件模型和模拟方法是可靠的。     

金属氧化物半导体场效应晶体管中总剂量效应导致的阈值电压漂移研究现状

为了研发可用于核与辐射应急响应与准备的机器人,对比了多种具有不同结构和生产工艺的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)由于总剂量效应(TID)导致的阈值电压漂移(ΔV_th)。注意到了栅宽和栅长对器件耐辐射能力的影响在体CMOS器件和纳米线(NW)MOSFET器件之间、高的和低的工艺节点之间的不同,并从辐射诱导的窄通道效应(RINCE)和辐射诱导的短通道效应(RISCE)两方面解释了这种区别的原因。发现近年来前沿的一些研究在考虑辐射效应时,修正了负偏压不稳定性(NBTI)的影响。并讨论了几种新型器件包括锗沟道、氮化镓沟道管和具有特殊几何布局的晶体管。此外,介绍了计算机辅助设计技术(TCAD)在几种新型场效应管的机理研究和建模验证中的应用。     

剂量率对MOSFET器件总剂量效应的影响

选取典型的星用功率MOSFET器件JANTXV2N6798和JANTXV2N7261为研究对象,就剂量率对MOSFET器件总剂量效应的影响进行试验研究。在试验中,选取钴-60γ射线,以不同剂量率进行辐照试验。通过试验研究,获得了被试器件阈值电压、漏电流和击穿电压随总剂量率的变化特性。结果表明,低剂量率更易引起器件损伤。     

处理面垒探测器噪声不稳定及击穿现象的一种新方法

硅面垒探测器是半导体核辐射探测器中发展较早的一种器件,大多数情况下,采用N-型硅单晶,有些实验室也使用P-型硅单晶制备面垒探测器。因为硅的禁带宽为1.1eV,所以硅探测器的工作温度范围比锗探测器宽,它能在常温下工作,但是在40℃以上工作时,器件的漏电流和噪声随偏压升高而增大,经过70℃以上高温试验,器件往往变坏。美国加州大学劳伦     

一种抗辐照功率MOSFET器件

报道了一种抗辐射功率MOSFET,通过与国外同类产品的锎源以及钴辐照试验对比,其抗总剂量水平和抗单粒子能力均已达到国际领先水平,并深入研究了单粒子烧毁、单粒子栅穿以及总剂量辐照的机理,提出了大功率MOSFET抗总剂量及单粒子辐射的加固方法。     

直流输电用特高压晶闸管大气中子失效率评估和损伤机理

本文基于散裂中子源开展了直流输电用8.5 kV/5 kA晶闸管的加速辐照试验。试验证实了大气中子导致的晶闸管单粒子烧毁失效现象,同时基于加速辐照试验结果计算了大气中子导致的晶闸管失效率。晶闸管的反向偏置电压和结温是影响晶闸管器件失效的关键因素。大气中子失效率随着反向偏置电压的增加呈指数增加。此外,失效率随温度的降低而增加。对应器件偏置在50%额定电压下的情况,5℃时的失效率较25℃时增加了近6倍。基于TCAD仿真进一步验证了辐照导致晶闸管失效的机理。仿真表明,单粒子烧毁失效与辐射粒子入射诱发的雪崩击穿效应直接相关。雪崩击穿效应与晶闸管反向偏置电压正相关,而与结温负相关,这与大气中子失效率随电压和结温的变化关系一致。     

重离子单粒子效应实验研究

在HI—l3串列加速器上建立了对微电子器件进行单粒子效应模拟实验的辐照和检测技术。利用该Q3D磁谱仪获得种类和能量单一、强度分布均匀且足够弱的重离子辐照源，利用散射室内的半导体探测器和焦面上的位置灵敏半导体探测器监测辐照离子。用该装置和技术测量了在8个传能线密度(LET)值的重离子辐照下引起的几个存储器器件的单粒子翻转（SEI）截面o(L)。从测得的o(L)——LET曲线，结合空间重离子和质子辐照环境模型以及离子与微电子器件相互作用模型计算，预言了器件在空间的单粒子翻转率。     

GaN肖特基核辐射探测器对X射线的响应时间特性研究

通过制作大面积GaN肖特基X射线探测器,研究了GaN肖特基探测器对X射线的时间响应特性。实验采用Fe掺杂的高阻自支撑GaN片来制备器件,对不同偏压下的时间响应进行了测试。针对所测得的实验结果,对其内部机理进行了分析,提出了1个GaN肖特基探测器对X射线照射下的时间响应的理论模型,得到非常好的拟合结果。实验发现,由于高阻层的存在,GaN肖特基探测器具有很高的信噪比,即使在可能的光淬灭效应的影响下,探测器在200V反向偏压下的信噪比仍可达到80左右。     

用^252Cf裂片源研究单粒子烧毁和栅穿效应的方法

建立了＾２５２Ｃｆ裂片源模拟空间重离子的单粒子烧毁和单粒子栅穿效应的实验方法和测试装置，并利用该装置进行了功率ＭＯＳ场效应晶体管的ＳＥＢ、ＳＥＧＲ效应研究，给出了被测试器件ＳＥＢ、ＳＥＧＲ效应的损伤阈值。结果表明，该测试系统和实验方法是可行、可靠的。