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。     

单粒子效应模拟实验研究

单粒子效应是卫星抗辐射加固研究的主要对象之一。文章重点介绍了所建立的模拟实验测量系统、装置和研究方法，提出了二次翻转问题及其修正公式，以及器件的高能质子和１４ＭｅＶ中子单粒子效应的规律相似性，指出今后需重点研究的问题是高能质子及其与１４ＭｅＶ中子等效研究，及对单粒子效应的评估。     

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。     

CMOS器件的单粒子效应及其加固

概要综述了ＣＭＯＳ器件的单粒子效应，着重描述了ＣＭＯＳ器件的单粒子效应损伤机理，并介绍了抗单粒子效应的加固技术。     

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。     

MOSTET器件单粒子烧毁效应（SEB）截面测量

MOSFET功率管器件是卫星关键器件之一。单粒子烧毁(SEB)效应指由于功率晶体管中的高电流状态致使器件损伤,造成永久性破坏。在本MOSFET功率管烧毁效应截面测量实验装置的探测器室中,DUT为被研究的10片MOSFET功率管器件,连同检测探测器SD2和位置灵敏探测器PPSD一起,固定在可沿焦面移动的小车上。通过92芯真空密封座引出,器件与专用MOSFET功率管测试系     

PDSOI SRAM单元的单粒子加固方法

通过MEDICI的二维器件模拟,提出不仅在正栅下的体区受到单粒子入射后释放电荷,漏极也可以在受到单粒子入射后释放干扰电荷。对SOI SRAM单元中器件的漏极掺杂浓度进行优化,可以减小漏极受到单粒子入射所释放的电荷。改进了SOI SRAM的单元结构,可以提高SRAM抗单粒子翻转（SEU）的能力。     

SOI NMOSFET单粒子效应的3-D模拟

随着SOI器件尺寸不断缩小，单粒子效应敏感区域相对有源区比例增加，对于其敏感区域的机理研究显得越来越重要。本文利用软件对SOI MOSFET的敏感区域进行了3-D空间模拟，阐述了敏感区域的机理：截止NMOSFET的反偏漏结迫使单粒子轰击产生的电子空穴对分离，漏极迅速收集电子产生瞬时电流，空穴向体区漂移并在体区堆积，使体电势升高导致寄生三极管开启产生较长时间的放大电流。良好的体接触能够快速抽走堆积的空穴，抑制体电位的升高，降低漏极收集电流。     

SOI NMOSFEET单粒子效应的3-D模拟

随着SOI器件尺寸不断缩小,单粒子效应敏感区域相对有源区比例增加,对于其敏感区域的机理研究显得越来越重要.本文利用软件对SOI MOSFET的敏感区域进行了3-D空间模拟,阐述了敏感区域的机理:截止NMOSFET的反偏漏结迫使单粒子轰击产生的电子空穴对分离,漏极迅速收集电子产生瞬时电流,空穴向体区漂移并在体区堆积,使体电势升高导致寄生三极管开启产生较长时间的放大电流.良好的体接触能够快速抽走堆积的空穴,抑制体电位的升高,降低漏极收集电流.     

基于高温抗辐照SOI CMOS工艺的器件特性研究

绝缘体上硅（SOI）技术因其独特的优势而广泛应用于辐射和高温环境中,研究不同顶层硅膜厚度（tSi）的器件特性,对进一步提升高温抗辐照SOI CMOS器件的性能至关重要。本工作首先通过工艺级仿真构建了N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管（NMOSFET）的模型,并对其进行了分析,基于仿真结果,采用015 μm抗辐照SOI CMOS工艺制备出具有不同硅膜厚度的实际器件,该工艺针对高温应用引入了设计与材料的优化。结果表明,薄硅膜和厚硅膜NMOSFET在150 krad(Si) 总剂量辐射下表现出相近的抗辐照加固性能,而前者在225 ℃高温下具有较小的漏电流,因此具有较薄硅膜的NMOSFET更适用于高温电子器件的制造。     

对改性晶圆上制备的PDSOI NMOS器件热载流子效应的全面认识

通过与常规器件的对比,本文详细研究了在硅离子注入改性晶圆上制备的PDSOI NMOS的热载流子诱导退化现象。理论分析和TCAD模拟结果表明,硅离子注入在埋氧层中引入的电子陷阱能够捕获注入的电子,并通过改变电场来影响氧化层的热载流子退化。在不同的应力条件下,其效果也有所不同。对改性器件施加热载流子应力时,改性器件的前栅和背栅之间存在着更明显的相互作用。同时,探讨了总剂量辐照对改性器件热载流子退化的影响。在改性器件中存在辐照增强的热载流子退化,高温退火只能部分消除这一影响。     

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。     

不同特征尺寸SRAM质子单粒子效应实验研究

利用中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器开展了一系列不同特征尺寸双数据速率（DDR）静态随机存储器（SRAM）单粒子效应实验研究。获得了不同能量、不同入射角度下3款SRAM的单粒子翻转（SEU）截面曲线。分析了入射质子能量及角度对不同特征尺寸SRAM的SEU饱和截面的影响和效应规律,并利用蒙特卡罗方法对65 nm SRAM SEU特性进行了模拟。研究结果表明：随特征尺寸的减小,SEU饱和截面会出现不同程度的降低,但降低程度会由于多单元翻转（MCU）的增多而变缓;随入射角度的增加,MCU规模及数量的增加导致器件截面增大;3款SRAM所采用的位交错技术并不能有效抑制多位翻转（MBU）的发生。     

Proton induced single event upset cross section prediction for 0.15 μm six-transistor (6T) silicon-on-insulator static random access memories

In this paper, an efficient physics-based method to estimate the saturated proton upset cross section for six-transistor (6T) silicon-on-insulator (SOI) static random access memory (SRAM) cells using layout and technology parameters is proposed. This method calculates the effects of radiation based on device physics. The simple method handles the problem with ease by SPICE simulations, which can be divided into two stages. At first, it uses a standard SPICE program to predict the cross section for recoiling heavy ions with linear energy transfer (LET) of 14 MeV-cm²/mg. Then, the predicted cross section for recoiling heavy ions with LET of 14 MeV-cm²/mg is used to estimate the saturated proton upset cross section for 6T SOI SRAM cells with a simple model. The calculated proton induced upset cross section based on this method is in good agreement with the test results of 6T SOI SRAM cells processed using 0.15 μm technology.     

静态随机存储器单粒子翻转效应的二维数值模拟

采用MEDICI二维模拟软件对静态存储器SRAM的单粒子翻转(SEU)现象进行了计算。对MOSFET漏区模拟得到的结果与电荷漏斗模型相吻合,表明所建立的物理模型的正确性。通过输入不同粒子的线性能量传输LET值,得到了某一结构器件的收集电荷与LET值的关系曲线,并给出临界电荷7 73×10-14C。     

空间粒子辐射LET谱的中低轨道卫星实测结果及误差分析

某中轨道卫星上搭载的传能线密度（LET）谱探测器首次实现了我国中轨道自主搭载粒子辐射LET谱的探测。本文对LET谱探测器进行了介绍,对ΔE-E望远镜测量LET谱方法进行了评价,给出了该探测方法引入的测量误差。对LET谱探测结果与低轨LET进行了比对分析,研究结果为了解中低轨LET谱特征提供了参考。     

微焦点X辐射图像分离非线性成像方法研究

实验验证了有机玻璃－铝系统的特性,在微焦点X光机上通过分析不同能量X光束对物体的多次成像,从而分离出物体不同成分的分布图像,以突出显示其中的某种材料。对管电压、管电流、有机玻璃－铝系统的材料尺寸以及误差进行了探讨,对快速图像分离方法提出了改进,给出了数学模型,并展了这种方法的应用前景。     

重离子和脉冲激光模拟单粒子翻转阈值等效性研究

根据重离子和脉冲激发诱发单粒子翻转机理,分析了重离子和脉冲激光模拟单粒子翻转阈值（激光能量与重离子线性能量转移（LET））等效方法，得出脉冲激光与重离子单粒子翻转阈值等效计算公式。应用实验室的激光模拟单粒子效应试验系统，开展了几种器件和集成电路的单粒子翻转实验研究。利用获得的计算公式计算激光等效LET阈值，并与国内外重离子实测数据进行比较。结果表明，脉冲激光能量等效LET阈值与重离子试验LET阈值较为一致。