RF PDSOI LDMOS器件的电离总剂量辐照效应

研制了一种用于射频领域的叉指栅PDSOI LDMOS晶体管,并分析了总剂量辐照对其静态和小信号射频特性的影响. 其静态工作模式下的辐照响应由前/背栅阈值、泄漏电流、跨导和输出特性表征,而其交流工作模式下的辐照响应由截止频率和最高振荡频率表征. 实验表明,在室温环境下经过总剂量为1Mrad(Si)的γ射线辐照,不同尺寸和结构的射频SOI LDMOS晶体管的各项指标均表现出明显退化,并且仅当器件工作在静态模式时LBBC LDMOS才表现出优于BTS LDMOS的抗辐照性能.     

RF PDSOI LDMOS器件的电离总剂量辐照效应

研制了一种用于射频领域的叉指栅PDSOI LDMOS晶体管,并分析了总剂量辐照对其静态和小信号射频特性的影响.其静态工作模式下的辐照响应由前/背栅阈值、泄漏电流、跨导和输出特性表征,而其交流工作模式下的辐照响应由截止频率和最高振荡频率表征.实验表明,在室温环境下经过总剂量为1Mrad(Si)的γ射线辐照,不同尺寸和结构的射频SOI LDMOS晶体管的各项指标均表现出明显退化,并且仅当器件工作在静态模式时LBBC LDMOS才表现出优于BTS LDMOS的抗辐照性能.     

总剂量辐照加固的PDSOI CMOS 3线-8线译码器

报道了一种制作在SIMOX晶圆之上的总计量加固的2μm部分耗尽SOI CMOS 3线-8线译码器电路,其辐照特性由晶体管的阚值电压、电路的静态泄漏电流以及电流电压特性曲线表征.实验表明,该译码器的抗总剂量能力达3×105rad(Si),nMOS管和pMOS管在最坏情况下前栅沟道阈值漂移分别小于20和70mV,并且在辐照、退火以及后续追加辐照过程中无明显的泄漏电流增加,电路的功能并未退化.     

总剂量辐照加固的PDSOI CMOS 3线-8线译码器

报道了一种制作在SIMOX晶圆之上的总计量加固的2μm部分耗尽SOI CMOS 3线-8线译码器电路,其辐照特性由晶体管的阚值电压、电路的静态泄漏电流以及电流电压特性曲线表征.实验表明,该译码器的抗总剂量能力达3×105rad(Si),nMOS管和pMOS管在最坏情况下前栅沟道阈值漂移分别小于20和70mV,并且在辐照、退火以及后续追加辐照过程中无明显的泄漏电流增加,电路的功能并未退化.     

总剂量辐照加固的PDSOI CMOS 64k静态随机存储器

在国内首次使得1.2μm部分耗尽SOI 64k静态随机存储器的抗总剂量能力达到了1×106 rad(Si),其使用了SIMOX晶圆. 在-55～125℃范围内,该存储器的数据读取时间几乎不变.在经过剂量为1×106 rad(Si)的总剂量辐照后,该存储器的数据读取时间也几乎不变,静态功耗仅从辐照前的0.65μA变化为辐照后的0.8mA,远远低于规定的10mA指标;动态功耗仅从辐照前的33mA变化为辐照后的38.1mA,远远低于规定的100mA指标.     

总剂量辐照加固的PDSOI CMOS 64k静态随机存储器

在国内首次使得1.2μm部分耗尽SOI 64k静态随机存储器的抗总剂量能力达到了1×106 rad(Si),其使用了SIMOX晶圆. 在-55～125℃范围内,该存储器的数据读取时间几乎不变.在经过剂量为1×106 rad(Si)的总剂量辐照后,该存储器的数据读取时间也几乎不变,静态功耗仅从辐照前的0.65μA变化为辐照后的0.8mA,远远低于规定的10mA指标;动态功耗仅从辐照前的33mA变化为辐照后的38.1mA,远远低于规定的100mA指标.     

辐照对PDSOI RF MOS体接触结构器件性能的影响

基于抗辐照加固0.35μm PDSOI CMOS工艺制作了RF NMOS器件,研究了电离总剂量辐照对不同体接触结构、栅结构器件性能的影响.在其静态工作模式下,分别考虑了辐照对器件转移特性、泄漏电流、跨导及输出特性的影响;在其交流工作模式下,分别考虑了辐照对其交流小信号电流增益、最大有效/稳定增益、截止频率和最高震荡频率的影响.试验结果表明,与同类非加固工艺器件相比,此种PDSOI RF NMOS抗辐照性能更好,其中以LBBC和LTS型体接触器件受电离总剂量辐照影响最小,并且可获得截止频率22.39 GHz和最高振荡频率29.19 GHz.     

一种抗总剂量辐照的NMOSFETs

在商用 SIMOX衬底上制备了抗辐照 NMOSFETs,使用的主要技术手段有 :氮化 H2 -O2 合成栅介质加固正栅 ;增加体区掺杂 ,以提高背栅阈值电压 ;采用 C型体接触结构 ,消除边缘寄生晶体管。结果表明 ,在经受 1× 1 0 6 rad( Si)的辐照后 ,器件特性没有明显恶化     

短沟道SOI MOSFET总剂量辐照效应模型

报道了一个含总剂量辐照效应的SOI MOSFET统一模型.该模型能自动计入体耗尽条件,不需要分类考虑不同膜厚时的情况.模型计算结果与实验吻合较好.该模型物理意义明确,参数提取方便,适合于抗辐照SOI器件与电路的模拟.     

电离总剂量辐照试验流程阐述

空间辐射环境是影响航天电子设备长期稳定运行的重要因素,是当前航天电子技术研究的重点.针对目前国内主要的电离总剂量辐照试验标准,阐述了MOS的辐照试验流程,并对其中包含的机理进行了详细的分析;同时,对试验方法中有关偏置条件、辐照后测试时间的规定等内容进行了详细的分析.     

栅氧化方式对NMOS器件总剂量电离效应的影响

基于抗辐射0.6μm CMOS工艺,对5 V/20 V&LV/HV NMOS器件进行了总剂量加固结构设计,并采用叠栅氧工艺成功制备了抗总剂量能力≥500 krad(Si)高低压兼容的NMOS器件。重点研究了不同的栅氧化工艺对NMOS器件总剂量辐射电离效应的影响作用。研究发现,在抗总剂量电离能力方面,湿法氧化工艺优于干法氧化工艺:即当栅氧厚度小于12.5 nm时,LVNMOS器件因总剂量电离效应引起的阈值电压漂移ΔV_(tn)受栅氧化方式的影响甚小;当栅氧厚度为26 nm时,HVNMOS器件因总剂量电离效应引起的阈值电压漂移ΔVtn受栅氧化方式及工艺温度的影响显著。在500 krad(Si)条件下,采用850℃湿氧+900℃干氧化方式的HVNMOS器件阈值电压漂移ΔV_(tn)比采用800℃湿氧氧化方式的高2倍左右。     

Effect of total ionizing dose radiation on the 0.25 μm RF PDSOI nMOSFETs with thin gate oxide

Thin gate oxide radio frequency （RF） PDSOI nMOSFETs that are suitable for integration with 0.1μm SO1 CMOS technology are fabricated, and the total ionizing dose radiation responses of the nMOSFETs having four different device structures are characterized and compared for an equivalent gamma dose up to 1 Mrad （Si）, using the front and back gate threshold voltages, off-state leakage, transconductance and output characteristics to assess direct current （DC） performance. Moreover, the frequency response of these devices under total ionizing dose radiation is presented, such as small-signal current gain and maximum available/stable gain. The results indicate that all the RF PDSOI nMOSFETs show significant degradation in both DC and RF characteristics after radiation, in particular to the float body nMOS. By comparison with the gate backside body contact （GBBC） structure and the body tied to source （BTS） contact structure, the low barrier body contact （LBBC） structure is more effective and excellent in the hardness of total ionizing dose radiation although there are some sacrifices in drive current, switching speed and high frequency response.     

SOI NMOS器件总剂量辐照退火特性分析

研究了在不同的温度和偏置条件下对SIMOX SOI MOSFET进行总剂量辐照的退火特性.结果发现,ON偏置时退火效应较显著,且高温时退火效应比常温时更明显.     

PDSOI 静态随机存储器的总剂量辐照加固

对PDSOI CMOS 器件及电路进行总剂量辐照的加固势必会引起其性能下降,这就需要在器件及电路加固和其性能之间进行折中.从工艺集成的角度,对PDSOI CMOS器件和电路的总剂量辐照敏感区域:正栅氧化层、场区氧化层及埋氧层提出了折中的方法.采用此种方法研制了抗总剂量辐照PDSOI SRAM ,进行总剂量为2×105 rad(Si)的辐照后SRAM的各项功能测试均通过,静态电流的变化满足设计要求,取数时间:辐照前为26.3 ns;辐照后仅为26.7 ns.     

高剂量辐照条件下的MOSFET总剂量辐照效应模型

报道了一种用于在高剂量辐照条件下MOS器件抗辐照电路模拟的半经验模型.利用该模型对MOS器件实验结果进行了模拟,模型计算结果与实验吻合较好.初步分析了高剂量条件下不同散射机制对模拟结果的影响,结果表明界面电荷的库仑散射是引起电子迁移率退化的主要机制.     

高剂量辐照条件下的MOSFET总剂量辐照效应模型

报道了一种用于在高剂量辐照条件下 MOS器件抗辐照电路模拟的半经验模型 .利用该模型对 MOS器件实验结果进行了模拟 ,模型计算结果与实验吻合较好 .初步分析了高剂量条件下不同散射机制对模拟结果的影响 ,结果表明界面电荷的库仑散射是引起电子迁移率退化的主要机制     

屏蔽空间电离总剂量的CMOS IC封装

分析CMOS IC封装材料自身辐射对器件的影响及封装对空间电离总剂量的屏蔽作用。采用仿真计算,给出不同封装材料与结构对空间电离总剂量的屏蔽效果,得到屏蔽性能最优的多层结构。试验结果表明:优化后的多层结构封装管壳对空间电离总剂量的屏蔽效果比常规封装管壳提高了一个数量级以上,经屏蔽加固后的常规电路可承受500 krad(Si)的电子总剂量辐照。     

CMOS/SOI 4Kb SRAM总剂量辐照实验

研究了CMOS/SOI 4Kb静态随机存储器的抗总剂量辐照性能.CMOS/SOI 4Kb静态随机存储器采用1K×4的并行结构体系,其地址取数时间为30ns,芯片尺寸为3.6mm×3.84mm;在工作电压为3V时,CMOS/SOI 4Kb静态随机存储器抗总剂量高达5×105Rad(Si),能较好地满足军用和航天领域的要求.     

CMOS/SOI 4Kb SRAM总剂量辐照实验

研究了CMOS/SOI 4Kb静态随机存储器的抗总剂量辐照性能.CMOS/SOI 4Kb静态随机存储器采用1K×4的并行结构体系,其地址取数时间为30ns,芯片尺寸为3.6mm×3.84mm;在工作电压为3V时,CMOS/SOI 4Kb静态随机存储器抗总剂量高达5×105Rad(Si),能较好地满足军用和航天领域的要求.     

短沟道SOI MOSFET总剂量辐照效应模型

报道了一个含总剂量辐照效应的 SOI MOSFET统一模型 .该模型能自动计入体耗尽条件 ,不需要分类考虑不同膜厚时的情况 .模型计算结果与实验吻合较好 .该模型物理意义明确 ,参数提取方便 ,适合于抗辐照 SOI器件与电路的模拟 .