运算放大器不同剂量率的辐射损伤效应

对几种不同类型(TTL,CMOS,JFET-Bi,MOS-Bi)的典型星用运算放大器在不同剂量率(100,10,1及0.01rad(Si)/s)辐照下的响应规律及随时间变化的退火特性进行了研究.结果显示不同类型运放电路的辐照响应有明显差异:双极运放电路辐照剂量率越小,其损伤越大;CMOS运放电路对不同剂量率的响应并非线性关系,但不同剂量率辐照损伤的差异,可以通过与低剂量率相同时间的室温退火得到消除,本质上仍然是与时间相关的效应;JFET输入运放不仅有低剂量率辐照损伤增强效应存在,且辐照后还有明显的"后损伤"现象;PMOS输入运放的结果则表明,各辐照剂量率间的损伤无明显区别.     

SOINMOSFET的双峰及辐射效应研究

通过对SOINMOFET的总剂量辐照试验,对器件辐照中的双峰效应进行研究。文中给出了双峰效应的表征。试验结果表明双峰的形状随辐照总剂量的增加而改变,并分析了具体的原因。另外,背栅晶体管对主要晶体管的耦合效应要远远大于其对寄生晶体管的作用。     

注F短沟MOSFET的抗热载流子损伤特性

研究了用注 F工艺制作的短沟 MOSFET的热载流子效应。实验结果表明 ,在栅介质中注入适量的 F能够明显地减小由热载流子注入引起的阈电压漂移、跨导退化和输出特性的变化。分析讨论了 F的抗热载流子损伤的机理     

预先老化对注F nMOS器件辐射可靠性的影响

对注F和未注F CC4007器件在100℃高温老化后的Co60辐照特性进行了研究．研究发现辐照前的高温老化减少了注F器件在辐照中的界面态陷阱电荷的积累,但是普通器件辐照前的高温老化在减少辐照中界面态积累的同时却增加了氧化物电荷的积累,损害了器件的可靠性．可见,栅介质中F离子的引入可以明显提高器件的可靠性．     

国产工艺的部分耗尽SOIPMOSFET总剂量辐照及退火效应研究

对国产工艺的部分耗尽SOIPMOSFET⁶⁰Coγ射线的总剂量辐照及退火效应进行了研究。结果表明：随着工艺技术的发展,正栅氧化层具有较强的抗辐照加固能力,背栅由于埋氧层厚度和工艺生长原因而对总剂量辐照较为敏感;辐照引入的深能级界面态陷阱电荷的散射作用,导致了正栅源漏饱和电流的显著降低;退火过程中界面态陷阱电荷的饱和决定了正栅亚阈曲线的平衡位置,而隧穿或热发射的电子只能中和部分背栅氧化物陷阱电荷,使得退火后背栅曲线仍与初始值有一定负向距离。     

PMOSFET低剂量率辐射损伤增强效应研究

为研究PMOSFET的低剂量率辐射损伤增强效应,本文对4007电路中PMOSFET在不同剂量率、不同偏置条件下的辐射响应特性及高剂量率辐照后不同温度下的退火效应进行了讨论。实验结果表明：相比高剂量率,低剂量率辐照时PMOSFET阈值电压漂移更明显,此种PMOSFET具有低剂量率辐射损伤增强效应;高剂量率辐照后进行室温退火时,由于界面陷阱电荷的影响,PMOSFET阈值电压继续负向漂移,退火温度越高,阈值电压回漂越明显;辐照时,零偏置条件下器件阈值电压的漂移较负偏置时的大,认为是最劣偏置。     

深亚微米NMOSFETs总剂量辐射与热载流子效应研究

本文对深亚微米器件的总剂量辐射与热载流子效应进行了对比试验研究。结果表明虽然总剂量与热载流子效应在损伤原理上存在相似的地方,但两种损伤的表现形式存在明显差异。总剂量辐射损伤主要增加了器件的关态泄漏电流,而热载流子损伤最显著的特点是跨导与输出特性曲线降低。分析认为,STI隔离区辐射感生氧化物正电荷形成的电流泄漏通道是造成总剂量辐射后电流增长的根源,而栅氧化层的氧化物负电荷与栅界面态的形成是造成热载流子退化的原因。因此,对二者进行加固时应侧重于不同的方面。     

注F CC4007电路的电离辐射效应

本文分析研究了用注Ｆ工艺制作的ＣＣ４００７电路Ｃｏ６０γ辐照响应结果．实验表明、把适量的Ｆ引入栅介质，能明显减少辐射感生氧化物电荷积累和界面态的增长，从而引起较小的阈电压漂移和Ｎ沟静态漏电流的增长．器件导电类型和辐照栅偏压不改变注Ｆ栅介质的抗辐照特性．注Ｆ栅介质辐照敏感性的降低可归结为Ｆ能减小Ｓｉ／ＳｉＯ２界面应力、并部分替换在辐照场中易成为电荷陷阱的应力键和弱健等的缘故．     

γ射线辐照对130 nm部分耗尽SOI MOS器件栅氧经时击穿可靠性的影响

研究了射线辐照对130 nm部分耗尽（Partially Depleted,PD）绝缘体上硅（Silicon on Insulator,SOI）工艺MOS器件栅氧经时击穿（Time-Dependent Dielectric Breakdown,TDDB）寿命的影响。通过测试和对比辐照前后NMOS和PMOS器件的转移特性曲线、阈值电压、关态泄漏电流以及TDDB时间等电参数,分析了射线辐照对PD-SOI MOS器件TDDB可靠性的影响。结果表明:由于射线辐照在栅极氧化层中产生了带正电的氧化物陷阱电荷,影响了器件内部势垒的分布,降低了电子跃迁的势垒高度,导致了电子遂穿的正反馈作用增强,从而缩短了器件栅氧化层经时击穿时间,最终造成器件栅极氧化层的可靠性下降。     

总剂量辐照对65 nm NMOSFET热载流子敏感参数的影响

为了研究总剂量辐射对纳米MOS晶体管热载流子效应的影响,对65 nm 体硅工艺的NMOS器件进行了总剂量辐射和热载流子试验,对比了辐射前后不同宽长比器件的跨导、栅极泄漏电流、线性饱和电流等电参数。结果表明,MOS器件的沟道宽度越窄,热载流子效应受辐射的影响越显著,总剂量辐射后热载流子效应对器件的损伤增强。分析认为,辐射在STI中引入的陷阱电荷是导致以上现象的主要原因。该研究结果为辐射环境下器件的可靠性评估提供了依据。