几种半导体器件的硬X射线剂量增强效应研究

本文给出了大规模集成电路CMOS4069、浮栅ROM器件在北京同步辐射装置（BSRF）和钴源辐照的X射线剂量增强效应实验结果。通过实验在线测得CMOS4069阈值电压漂移随总剂量的变化，测得28f256、29c256位错误数随总剂量的变化，给出相同累积剂量时X光辐照和γ射线辐照的总剂量效应损伤等效关系。这些结果对器件抗X射线辐射加固技术研究有重要价值。     

CMOS器件X 射线与γ射线辐照效应比较

介绍了低能X射线和γ射线的辐照剂量及器件阈电压漂移的测试方法。讨论了不同偏置条件和辐照方向对器件效应的影响。结果表明,对镀金Kovar合金封装的器件,在背向辐照的最劣辐照偏置下,X射线产生的阈电压漂移是^60Coγ射线的13.4倍。     

Kovar封装CMOS器件X射线剂量增强效应研究

在器件的金属化层及封装等结构中，高原子序数材料在低能X射线的辐照下，会在相邻的低原子序数材料中产生剂量增强效应，从而使得器件性能严重退化。主要介绍了柯伐封装的CMOS器件，在X射线和γ射线辐照下，其辐照敏感参数阈值电压和漏电流随总剂量的变化关系。并对实验结果进行了比较，得出低能X射线辐照对器件损伤程度大于γ射线，对剂量增强效应进行了有益的探讨。     

浮栅ROM器件γ辐射效应实验研究

给出了浮栅ROM器件的γ辐照效应实验结果。器件出现错误有个累积剂量阈值，当累积剂量小于某一值时，无数据错误。当累积剂量达到一定值时，开始出现数据错误。随着累积剂量的增加，错误数增加，动态监测和静态加电的器件都出现数据错误，且不能用编程器重新写入数据。然而不加电的器件在更高的累积剂量辐射下未出现错误，而且可以用编程器重新写入数据。     

总剂量和重离子协同作用下浮栅单元错误的退火特性研究

针对25 nm商用Flash存储器,利用中国科学院新疆理化技术研究所的60Coγ射线源和兰州重离子加速器先后进行了总剂量效应和单粒子效应实验。实验中器件先辐照30 krad(Si)的γ射线,然后再辐照不同线性能量转移(Linear Energy Transfer,LET)的重离子,得到了不同条件下Flash存储器浮栅单元错误的退火特性。实验结果表明与只进行重离子辐照相比,总剂量和重离子协同作用下器件浮栅单元错误消失的比例会发生变化,且在不同LET离子的辐照下表现出相异的趋势。分析认为辐照总剂量会引起浮栅单元电荷丢失和电荷俘获,影响浮栅单元的错误退火特性。     

同步X射线散射技术研究γ射线辐照后PTFE的结构变化

利用γ射线辐照聚四氟乙烯(PTFE),用差示扫描量热法结合同步辐射小角X射线散射技术和广角散射技术研究辐照PTFE的结构变化.研究了辐照PTFE的颗粒尺寸、结晶度、界面厚度层参数、致密程度随剂量的变化规律.结果表明:室温条件下,7射线辐照的PTFE主要发生裂解.随剂量的增加,试样的熔点及结晶焓增加、颗粒尺寸变小,内部结...     

P沟MOSFET／FIPOS的γ射线总剂量辐照特性

采用高选择和自终止多孔氧化硅全隔离技术的制备了高质量的ＳＯＩ材料，研究了在该材料上采用２μｍＣＭＯＳ工艺制备的不同沟道长度的Ｐ沟ＭＯＳＦＥＴ的＾６０Ｃｏγ射线总剂量辐照特性，表明经５ｋＧｙ（Ｓｉ）辐照后，器件仍有特性，但阈值电压有较大的漂移，这主要是由栅氧化层中的辐照感生电荷而引起，不同的沟长度ＰＭＯＳＦＥＴ的辐照特性有基本相同，经一段时间室温退火，阈值电压出现回漂。     

γ射线辐照后木荷粉自由基的ESR和XPS分析

利用电子自旋共振波谱（ESR）和X射线光电子能谱（XPS）技术分别测量γ射线辐照后木荷粉体的自由基波谱和X射线光电子能谱。分析木荷粉体在60Coγ射线辐照下自由基的变化规律、化学组成和结构变化。结果表明：木荷自由基的光谱分裂因子g=2．0033,自由基的强度随吸收剂量按指数规律,I=1-e40增加;经过200kGy剂量的辐照后木荷表面O／C原子比稍有增加,C—C、C—H和C-O键含量增加,C=O双键含量减少,-O—C=O含量增加为原来的2．5倍,说明木材表面生成了一些含氧官能团,或碳的氧化态增高。     

用于测量高强度脉冲中子及γ射线剂量的真空室

本文报告了用于测量高强度脉冲中子及γ射线剂量的真空室探测器和直读真空室剂量计的研制。两种真空室在γ、Ｘ射线、１４ＭｅＶ中子、稳态和脉冲核反应堆中子、γ射线混合场上实验表明，其主要剂量学性能基本上达到设计要求。真空室剂量计在１０￣４Ｇｙ／ｓ下无剂量率依赖性，含氢材料壁真空室的快中子、γ射线灵敏度比近１：１，铝壁真空室受１０￣６Ｇｙ（￣（６０）ＣＯ）照射，其性能几乎没有变化。     

浮栅ROM器件的脉冲与稳态总剂量效应研究

目前国内存储器辐照效应研究多数集中于功能测试,对具体参数研究较少。本文提出了浮栅型存储器阈值电压的测试方法,并引入紫外预辐照方法,对几种不同集成度的浮栅型存储器EPROM,开展了脉冲与稳态总剂量效应对器件阈值电压影响的异同性研究,分析了损伤机理。研究结果表明,不同于MOS和CMOS器件,脉冲辐照引起的浮栅ROM器件阈值电压漂移大于稳态辐照,为系统器件选型提供了重要参考。     

裂变缓发γ射线能谱的蒙特卡罗模拟

采用递次衰变路径搜索和遍历的递归算法编制一程序,该程序可用于计算裂变核素在中子辐照时和辐照后任意1种或1组裂变产物在任意时刻的放射性活度、γ能谱及其随时间的变化。计算了²³⁹Pu在池式堆快中子照射下的裂变缓发γ能谱。用MCNP软件模拟了高纯锗探头对裂变缓发γ射线的能谱响应。模拟结果可用于指导核材料裂变产额测量等研究工作。     

155Eu衰变γ射线发射几率的精确测量

经堆中子辐照过的^154Sm样品，用阳离子交换法分离纯化，得到^155Eu核素。用4πβ-γ符合法测量放射性活度和用小平面Ge探测器测量^155Eu衰变发射的γ光子数，精确测定了γ射线的发射几率。对于强γ射线和弱γ射线的不确定度分别为1．7％和4．5％。与文献报道值相比较，本测量结果明显改善。     

封闭壳体X射线屏蔽效能测量方法

针对X射线辐照环境中抗辐射加固技术研究的需求,建立了一种适用于电子系统封闭外壳的X射线屏蔽效能测量方法。以X射线机的轫致辐射输出为基础,通过滤波和多个连续谱的组合,实现了接近考核能谱的辐照X射线输出;利用Li F热释光探测器的优势,研究了X射线能量响应标定和屏蔽效能测量的应用方法。重点开展了20–100 ke V硬X射线辐照下封闭腔体屏蔽效能测量的实验研究,测量结果显示,除照射方向上的穿透X射线外,散射X射线对腔体内部剂量场具有显著的贡献。通过实验方法的建立和测量结果的分析,能为X射线抗辐射加固的结构设计和有效性评估提供实验参考。     

北京同步辐射软X射线装置与软X射线探测器标定

简单介绍了2套北京同步辐射软X射线装置，主要用于软X射线光学元件测量和软X射线探测元、器件的标定。给出了在软X射线测量装置上计量标准和探测器标定方面的研究结果。     

N80C196KC20芯片的X射线剂量增强效应

介绍大规模集成电路N80C196KC20单片机芯片在X射线辐射环境下性能的退化及剂量增强效应.用Intel公司的N80C196KC20单片机芯片进行X射线、钴源总剂量辐照试验,测量了电源工作电流ICC,芯片的功能失效表征了它的总剂量响应.芯片在较低的总剂量水平发生功能失效,γ失效总剂量～165 Gy(Si).芯片失效时工作电流发生快速增长.实验测量了N80C196KC20单片机芯片的X射线剂量增强系数,研究了剂量增强效应机理.     

北京同步辐射软X射线装置与软X射线探测器标定

软X射线计量标准的建立和软X射线探测器标定是目前国内急需解决的课题，本简单介绍了两套北京同步辐射软X射线装置，它们主要用于软X射线光学元件测量和软X射线探测元、器件的标定。另外给出了近年来在软X射线测量装置上开展的计量标准和探测器标定方面的研究结果。     

枯草芽孢杆菌淀粉酶高产菌株的辐射诱变研究

采用了不同总辐照剂量和剂量率的γ射线以及快中子一次、二次辐照枯草芽孢杆菌,采用平板透明圈方法,以菌落直径、透明圈直径、透明圈直径与菌落直径之比(HC值)为指标,研究γ和快中子辐照对枯草芽孢杆菌产淀粉酶的辐射诱变效应,同时筛选高产淀粉酶的变异株.结果表明:(1)快中子和γ射线都能有效诱导枯草芽孢杆菌高产淀粉酶;(2)采用不同总辐照剂量和剂量率的γ射线和快中子一次辐照后,菌落平均直径均比对照小,且随着γ射线辐照剂量的增大,菌落平均直径有变小的趋势;(3)采用快中子二次辐照后,菌落平均直径、菌落最大直径、透明圈平均直径、透明圈最大直径以及HC最大值都远远高于原菌落值;(4)重复筛选出三株高产淀粉酶菌株,它们的菌落直径最大为8.32mm,透明圈直径最大为22.38mm,透明圈与菌落直径之比最大达到5.39.且有两株在传至15代都能稳定高产淀粉酶.     

国产工艺的部分耗尽SOI MOSFET总剂量辐照效应及可靠性

对国产工艺的部分耗尽SOIMOSFET60Coγ射线的总剂量辐照效应及其可靠性进行了研究。结果表明:辐照引入的氧化物陷阱电荷是阈值电压漂移的主要因素;背栅对总剂量辐照更为敏感,但在背栅特性漂移未超出一定范围的情况下,依然是正栅氧化层质量决定了器件的抗辐照性能;界面态陷阱电荷的散射作用降低了器件的源漏饱和电流;总剂量辐照后器件的常规可靠性可能会降低。     

国产LiF(Mg,Cu,P)剂量片的X射线能量响应标定研究

针对国产Li F(Mg,Cu,P)热释光剂量片(TLD)开展了X射线能量响应的标定研究。利用标准剂量仪PTW-UNIDOS,以60Co源1.25 Me V的伽马射线为分析基础获得剂量-热释光输出之间的关系,在X射线机上通过荧光激发的方法解决单色X射线输出难题,建立了完整的标定方法。实验结果表明,对于100 ke V以下的X射线,本文封装的国产Li F(Mg,Cu,P)剂量片相对空气具有非常平坦的能量响应,能够用于脉冲X射线环境中的剂量测量要求,为器件的辐照损伤效应研究和抗辐射加固技术研究提供可靠保障。     

直流X射线模拟电缆X射线响应的可行性

本文对电缆X射线辐照响应的机理和模拟方法进行了研究,分析了电缆直流和脉冲X射线辐照响应的异同。建立了带状电缆X射线辐照响应一维计算模型,该模型包含电缆屏蔽层和介质层间隙、介质层瞬态辐射感应电导率等计算模型,模拟了带状电缆直流和脉冲X射线辐照电流响应。模拟结果表明,在X射线注量相同的条件下,电缆直流和方波脉冲X射线响应具有类似的波形特征及相同的间隙电压。因此,在该计算模型描述的电缆X射线辐照响应机制下,可利用直流X射线开展相应的脉冲X射线辐照响应机制模拟。