12位125MSPS 模数转换器总剂量效应研究

This paper presents the total ionizing dose test results at different biases and dose rates for AD9233, which is fabricated using a modern CMOS process. The experimental results show that the digital parts are more sensitive than the other parts. Power down is the worst-case bias, and this phenomenon is first found in the total ionizing dose effect of analog-to-digital converters. We also find that the AC as well as DC parameters are sensitive to the total ionizing dose at a high dose rate, whereas none of the parameters are sensitive at a low dose rate. The test facilities, results and analysis are presented in detail.     

半导体激光器辐照损伤效应实验研究进展

半导体激光器(LD)工作在空间辐射或核辐射环境中时,会受到辐照损伤的影响而导致器件性能退化。文章回顾了不同时期研制的LD(从早期的GaAs LD到量子阱LD和量子点LD)在辐照效应实验方面的研究进展,梳理了国际上开展不同辐射粒子或射线(质子、中子、电子、伽马射线)诱发LD辐射敏感参数退化的实验规律,分析总结了当前LD辐照效应实验方法研究中亟待解决的关键技术问题,为今后深入开展LD的辐照效应实验方法、退化规律、损伤机理及抗辐射加固技术研究提供理论指导和实验技术支持。     

变温恒剂量率辐照加速评估方法在双极线性稳压器LM317上的应用

对3个公司生产的同一型号双极线性稳压器LM317进行了工作和零偏偏置下高、低剂量率辐照,变温恒剂量率辐照及美军标恒高温恒剂量率辐照的对比实验。结果表明,与恒高温恒剂量率辐照相比,变温恒剂量率辐照不仅能非常准确、快速地评估出在不同偏置条件下3款双极线性稳压器的剂量率效应,还可较好地模拟双极线性稳压器在低剂量率辐照下的损伤。实验结果验证了变温恒剂量率辐照加速评估方法在双极线性稳压器上应用的可行性。     

基于EMVA1288标准的图像传感器辐照效应参数测试系统的研制

提出了光电图像传感器辐照效应参数测试需要解决的问题,简述了光电图像传感器参数测试国际标准(EMVA1288)的原理和要求,建立了基于EMVA1288国际标准的光电图像传感器辐照效应测试系统,并进行了辐照试验验证.验证试验表明:该系统能对光电图像传感器辐照前后的时域、空域和光谱类参数进行测试,较好地解决了光电图像传感器辐照效应测试难题,如测试效率、数据可比对、兼容和拓展性等,具有较好的推广应用前景.     

双极电压比较器低剂量率辐照损伤增强效应的变温辐照加速评估方法

对3款同种型号不同公司生产的双极电压比较器进行了高、低剂量率及变温辐照的⁶⁰Co γ辐照实验。结果表明：偏置电流和电源电流为双极电压比较器辐射敏感参数,失调电压仅在工作偏置条件下为辐射敏感参数;由于工艺不同,不同公司的双极电压比较器存在辐射响应差异,而同一公司的双极电压比较器在不同偏置条件下的辐照损伤趋势亦不同;变温辐照加速评估方法不仅可鉴别上述不同公司的双极电压比较器在不同偏置条件下的剂量率效应,而且能很好地模拟和保守地评估其低剂量率下的辐照损伤。     

偏置条件对NPN型锗硅异质结双极晶体管电离辐射效应的影响

本文研究了不同偏置条件下国产商用NPN型锗硅异质结双极晶体管(Silicon germanium hetero-junction bipolar transistors,SiGe HBTs)在60Coγ辐射环境中电离辐照响应特性和变化规律。实验结果表明,在0.8 Gy(Si)·s-1剂量率辐照下,总累积剂量达到1.1×104 Gy(Si)时,发射结反向偏置条件下60Coγ射线辐照对SiGe HBTs造成的损伤最大,零偏次之,正偏损伤最小;经过一定时间的退火后,零偏恢复程度最小,而正偏和反偏时的恢复趋势以及程度相同。分析了不同偏置状态下其电离辐照敏感参数随累积总剂量以及退火时间的变化关系,讨论了引起电参数失效的潜在机理。     

低剂量率辐照损伤增强效应的高温辐照加速试验机理研究

本文建立了包含温度场的低剂量率辐照损伤增强效应(ELDRS)的物理模型，利用有限元方法仿真了辐照温度、剂量率、总剂量和辐射感生产物浓度的相互关系，分析了工艺参数，如氧化物陷阱浓度、能级，含H缺陷浓度及界面陷阱钝化能对最佳辐照温度的影响。结果表明，最佳辐照温度是辐射感生产物产生与退火相互竞争的结果，且辐射感生产物的退火行为是决定最佳辐照温度的主要因素，因此氧化物陷阱的热激发能及界面陷阱的钝化能对最佳辐照温度的影响最为明显，是不同器件最佳辐照温度差异性的主要原因。     

质子辐射环境下PNP输入双极运算放大器辐照效应与退火特性

对不同偏置下的PNP输入双极运算放大器在3、10 MeV两种质子能量下的辐照效应进行了研究,并将质子辐射损伤效应与0.5Gy(Si)/s剂量率60 Coγ射线辐射损伤效应进行了比较,以探究质子和γ射线产生的辐射损伤之间的对应关系。结果表明,运放LM837对γ射线的敏感程度较10 MeV质子和3 MeV质子的小,然而其室温退火后的后损伤效应却更严重;相同等效总剂量条件下,10 MeV质子造成的损伤较3 MeV质子的高;质子辐射中器件的偏置条件对损伤影响不大。     

H2和H2O对双极器件抗辐射性能的影响规律和机制

为了深入研究H₂和H₂O进入氧化层后对双极器件辐射效应的影响机制,以栅控双极晶体管为研究载体,分别开展了不同浓度H₂浸泡中的辐照试验和温湿度试验后的总剂量辐照试验。试验结果表明,随着氢气浸泡浓度的增加,器件的抗辐射能力逐渐降低;而温湿度试验后,由于水汽的进入,器件在随后的辐照试验过程中辐射损伤呈增大趋势。在此基础上,利用栅控栅扫描法进行氧化层辐射感生缺陷的定量分离,发现H₂和H₂O进入器件氧化层后,均会造成辐射感生界面陷阱电荷Nit的增加,并在一定程度上降低辐射感生氧化物陷阱电荷Not的量,结合理论分析进一步给出了H₂和H₂O造成器件损伤增强的潜在机制。研究成果对于辐射环境用电子系统的抗辐射性能评价和应用具有参考意义。