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Burn-in对SRAM器件电离总剂量效应的影响

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原子能科学技术 2014年第S1期48卷 708-711页

作者：刘敏波姚志斌黄绍艳何宝平盛江坤西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室陕西西安710024

针对辐照前高温老练(Burn-in)影响SRAM器件的抗总剂量辐射能力问题,进行了实验研究。选取了3种不同工艺尺寸SRAM存储器,利用60 Co放射源对经过高温老炼和不经过高温老炼(No Burnin)的样品进行了总剂量辐照实验,测量了辐照引起的SRAM器... 详细信息

针对辐照前高温老练(Burn-in)影响SRAM器件的抗总剂量辐射能力问题,进行了实验研究。选取了3种不同工艺尺寸SRAM存储器,利用60 Co放射源对经过高温老炼和不经过高温老炼(No Burnin)的样品进行了总剂量辐照实验,测量了辐照引起的SRAM器件的数据位翻转数,得到了Burn-in对不同工艺尺寸SRAM器件总剂量效应的影响规律。针对0.25μm工艺SRAM器件开展了不同Burn-in温度影响器件抗辐射能力的实验研究,得到了器件抗辐射性能与Burn-in温度之间的关系。结果表明,SRAM器件的工艺尺寸越小,抗总剂量能力越强,且受Burn-in的影响越小;Burn-in时的温度越高,对器件的抗总剂量水平影响越大。

关键词： SRAM器件工艺尺寸高温老炼电离总剂量效应

典型VDMOSFET单粒子效应及电离总剂量效应研究

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核技术 2012年第6期35卷 428-433页

作者：楼建设蔡楠王佳刘伟鑫吾勤之上海航天技术研究院第八○八研究所上海201109 上海航天技术研究院上海201109

利用252Cf源和60Coγ射线源对典型VDMOSFET进行单粒子效应和电离总剂量效应模拟试验,给出典型VDMOSFET的单粒子烧毁(SEB)、单粒子栅穿(SEGR)效应测量结果以及不同偏置条件下漏源击穿电压随辐照剂量的变化情况。结果表明,VDMOSFET对SEB和... 详细信息

利用252Cf源和60Coγ射线源对典型VDMOSFET进行单粒子效应和电离总剂量效应模拟试验,给出典型VDMOSFET的单粒子烧毁(SEB)、单粒子栅穿(SEGR)效应测量结果以及不同偏置条件下漏源击穿电压随辐照剂量的变化情况。结果表明,VDMOSFET对SEB和SEGR效应以及VDMOSFET漏源击穿电压对电离总剂量效应比较敏感,空间应用时需重点考虑VDMOSFET的抗SEB和SEGR能力;考核VDMOSFET的抗电离总剂量效应能力时对阈值电压和击穿电压等敏感参数应重点关注。

关键词： VDMOSFET 单粒子烧毁单粒子栅穿电离总剂量效应

基于RadFET的宽范围电离总剂量效应监测系统及试验研究

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计量学报 2016年第Z1期37卷 -页

作者：安恒杨生胜薛玉雄把得东张晨光兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验甘肃兰州730000

设计了一种基于辐射剂量传感器(RadFET)的辐射总剂量监测系统,并利用60Co-γ射线和电子加速器对金属氧化物半导体(MOS)结构的RadFET进行了电离总剂量效应模拟试验,得到了器件阈值电压随辐照剂量的变化情况.结果表明,该器件具有良好的抗... 详细信息

设计了一种基于辐射剂量传感器(RadFET)的辐射总剂量监测系统,并利用60Co-γ射线和电子加速器对金属氧化物半导体(MOS)结构的RadFET进行了电离总剂量效应模拟试验,得到了器件阈值电压随辐照剂量的变化情况.结果表明,该器件具有良好的抗辐射能力,累积剂量可达到1.0 ×105 Gy,同时,在空间应用时需重点考虑阈值电压、环境温度以及击穿电压等敏感参数.

关键词：计量学辐射剂量传感器电离总剂量效应实时监测空间辐射

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反熔丝FPGA的电离总剂量效应与加固技术

核电子学与探测技术 2002年第6期22卷 559-562页

作者：赵聚朝中国工程物理研究院电子工程研究所

简要叙述了商用 FPGA用于空间领域时面临的抗电离总剂量加固问题 ,对 Actel公司反熔丝 FPGA的电离总剂量效应进行了较为详细的分析 ,包括制造工艺、偏置条件、电泵对总剂量效应的影响。并特别指出 ,电泵的退化可能会对系统造成较为严重... 详细信息

简要叙述了商用 FPGA用于空间领域时面临的抗电离总剂量加固问题 ,对 Actel公司反熔丝 FPGA的电离总剂量效应进行了较为详细的分析 ,包括制造工艺、偏置条件、电泵对总剂量效应的影响。并特别指出 ,电泵的退化可能会对系统造成较为严重的后果 ,因此 ,必须重视加电后的瞬态变化。提出了可以采取的加固措施。

关键词：反熔丝FPGA 电离总剂量效应加固技术现场可编程门阵列抗电离辐射

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星载高速跨阻放大器电离总剂量效应研究

半导体光电 2023年第1期44卷 70-75页

作者：吕宗璟陈彦丽李海涛刘霄盛亮翁秀峰杨少华阮林波西北核技术研究所西安710024 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

为得到卫星搭载的高速跨阻运算放大器在星载环境中长时间工作后的性能变化情况,对3款增益带宽积大于1 GHz的高速跨阻放大器芯片关键特征参数的电离总剂量损伤特性及变化规律进行了试验研究。辐照试验在^(60)Coγ射线源上采用高温加速评... 详细信息

为得到卫星搭载的高速跨阻运算放大器在星载环境中长时间工作后的性能变化情况,对3款增益带宽积大于1 GHz的高速跨阻放大器芯片关键特征参数的电离总剂量损伤特性及变化规律进行了试验研究。辐照试验在^(60)Coγ射线源上采用高温加速评估的方法完成,辐照到放大器芯片上的剂量率为0.3~0.5 Gy(Si)/s。分析了放大器芯片输出偏置、输出噪声和带宽等关键电参数在辐照前后及高温(85℃±6℃)退火前后的特性,讨论了引起电参数变化的机理。结果表明,经过两轮150 Gy(Si)剂量辐照及高温退火后,放大器芯片的输出偏置和输出噪声水平无明显变化,时域脉冲响应正常,-3 dB带宽减小了3%左右。带宽为3款高速跨阻放大器芯片的辐射敏感参数,其变化与电离辐射在SiO_(2)/Si界面引起正电荷建立和界面态直接相关。辐照后的芯片仍然能够满足高带宽测试情况下的需求,150 Gy(Si)为电参数和功能合格的累积剂量。

关键词：高速运算放大器卫星载荷 ^(60)Coγ辐照电离总剂量效应

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电离总剂量效应对浮栅型Flash存储器擦写耐久与数据保持特性的影响研究

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航天器环境工程 2019年第3期36卷 264-270页

作者：刘岐沈鸣杰董艺上海复旦微电子集团股份有限公司

文章通过电离总剂量效应、擦写循环和数据保持试验及其叠加试验,研究了总剂量效应对浮栅型Flash存储器擦写耐久和数据保持特性的影响。对较高总剂量(150 krad(Si))和含动态偏置在内的多种偏置条件进行了评估。结果表明:总剂量效应对擦... 详细信息

文章通过电离总剂量效应、擦写循环和数据保持试验及其叠加试验,研究了总剂量效应对浮栅型Flash存储器擦写耐久和数据保持特性的影响。对较高总剂量(150 krad(Si))和含动态偏置在内的多种偏置条件进行了评估。结果表明:总剂量效应对擦写特性的影响较小,甚至可以忽略;总剂量效应对数据保持的影响主要表现在辐射致电荷泄漏,若总剂量效应试验后刷新数据,则其影响几乎可以忽略。为了减小辐射致电荷泄漏对数据保持的影响,在系统级应用上建议增加数据刷新次数。

关键词：浮栅型Flash存储器电离总剂量效应擦写耐久数据保持可靠性试验研究

电离总剂量效应对HfO_(2)栅介质经时击穿特性影响

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太赫兹科学与电子信息学报 2022年第9期20卷 903-907页

作者：魏莹崔江维蒲晓娟崔旭梁晓雯王嘉郭旗中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国科学院新疆理化技术研究所新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

针对纳米金属-氧化物-半导体(MOS)器件中采用的高介电常数HfO_(2)栅介质,开展电离总剂量效应对栅介质经时击穿特性影响的研究。以HfO_(2)栅介质MOS电容为研究对象,进行不同栅极偏置条件下^(60)Co-γ射线的电离总剂量辐照试验,对比辐照前... 详细信息

针对纳米金属-氧化物-半导体(MOS)器件中采用的高介电常数HfO_(2)栅介质,开展电离总剂量效应对栅介质经时击穿特性影响的研究。以HfO_(2)栅介质MOS电容为研究对象,进行不同栅极偏置条件下^(60)Co-γ射线的电离总剂量辐照试验,对比辐照前后MOS电容的电流-电压、电容-电压以及经时击穿特性的测试结果。结果显示,不同的辐照偏置条件下,MOS电容的损伤特性不同。正偏辐照下,低栅压下的栅电流显著增大,电容电压特性的斜率降低;零偏辐照下,正向高栅压时栅电流和电容均显著增大;负偏辐照下,栅电流均有增大,正向高栅压下电容增大,且电容斜率降低。3种偏置下,电容的经时击穿电压均显著减小。该研究为纳米MOS器件在辐射环境下的长期可靠性研究提供了参考。

关键词：电离总剂量效应高k栅介质经时击穿效应辐射陷阱电荷

平衡材料对双极器件电离总剂量效应的影响研究

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平衡材料对双极器件电离总剂量效应的影响研究

作者：王涛新疆大学

学位级别：硕士

伴随现代航天技术的快速发展以及微电子技术和小卫星技术的不断进步,航天用电子元器件的尺寸越来越小,封装结构越来越薄,表面贴装器件的应用也越来越广泛。在对此类电子元器件进行地面模拟电离总剂量辐照试验时很可能出现辐照剂量场中... 详细信息

伴随现代航天技术的快速发展以及微电子技术和小卫星技术的不断进步,航天用电子元器件的尺寸越来越小,封装结构越来越薄,表面贴装器件的应用也越来越广泛。在对此类电子元器件进行地面模拟电离总剂量辐照试验时很可能出现辐照剂量场中器件辐照位置剂量率准确测量,而器件辐照敏感区不满足次级电子平衡条件的现象,导致器件辐照敏感区实际吸收剂量小于平衡剂量,从而试验器件抗电离总剂量水平就可能被高估,为之后的航天器空间在轨运行埋下隐患。因此,研究电子元器件辐照敏感区次级电子不平衡对电子器件电离总剂量效应的影响程度很有必要,对人们评估航天用电子元器件抗辐照水平以及抗辐照加固技术的开发很有参考意义。本论文就上述的问题进行了如下的工作以及获得了相关的成果:选择三款不同型号的双极晶体管作为研究对象,使用聚乙烯材料作为平衡材料使得器件辐照敏感区在进行辐照试验时满足次级电子平衡条件,然后通过测量对比有无设置平衡材料的试验器件辐照敏感电参数的变化,判断该试验器件是否存在辐照敏感区未达到次级电子平衡的现象,并进一步分析讨论器件敏感区未达到次级电子平衡对电离总剂量效应的影响程度。另外结合蒙特卡罗方法,仿真模拟计算器件各结构层的实际吸收剂量以及与平衡剂量的偏差,为分析器件敏感区次级电子不平衡对器件电离总剂量效应的影响提供参考,为平衡材料在辐照试验中的使用提供建议。通过对三款不同型号的双极晶体管进行钴源地面模拟总剂量辐照试验,获得了有无设置平衡材料两种试验条件下器件辐照敏感电参数电流增益随辐照总剂量的退化规律。试验结果表明:塑封直插式NPN双极晶体管MPS2222A和塑封直插式PNP双极晶体管MPS2907A在有无设置平衡材料的试验条件下器件电流增益退化基本一致,并未出现明显差别,而塑封贴片式NPN双极晶体管BC817-16的试验结果则出现了较大的差异。设置平衡材料的器件比未设置平衡材料的器件电流增益退化更加明显。两种试验条件下,晶体管电流增益退化相对变化量在100krad(Si)剂量点时为36.69%,在300 krad(Si)剂量点时为17.41%,随着总剂量的累积器件被高估的抗辐照水平逐渐降低,表明在不满足次级电子平衡的情况下,器件的抗辐照水平可能被高估。此外,还进行了试验器件仅设置前平衡材料和仅设置背平衡材料的辐照试验。分析讨论了这两种试验条件下平衡材料对器件电离总剂量效应的影响程度。结果表明:前累积层平衡材料对器件电流增益退化的影响大于背散射层平衡材料对器件的影响,且这两种试验条件下器件电流增益退化百分比值之和近似等于同时设置前后平衡层的器件电流增益退化百分比值。最后,采用蒙特卡罗方法模拟计算了器件在未设置平衡材料、前后均设置平衡材料、仅设置前累积层平衡材料以及仅设置背散射层平衡材料,四种试验条件下器件各结构层实际吸收剂量,并以Co-γ射线在硅中深度剂量分布的峰值作为平衡剂量,进行了器件各结构层实际吸收剂量与平衡剂量的偏差计算。计算结果显示:平衡材料能够有效使器件敏感区达到次级电子平衡,前后均设置平衡材料、仅设置前累积层平衡材料和仅设置背散射层平衡材料的器件辐照敏感区实际吸收剂量分别达到平衡剂量的99.34%、92.6%、32.49%。

关键词：电离总剂量效应双极晶体管次级电子不平衡吸收剂量蒙特卡罗方法

40nm NMOS器件沟道热载流子效应和电离总剂量效应关联分析

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现代应用物理 2022年第1期13卷 180-185页

作者：何宝平马武英王祖军姚志斌缑石龙强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西北核技术研究所西安710024

通过理论模拟和辐照试验,对40 nm NMOS器件在电离总剂量(total ionization dose,TID)效应和沟道热载流子(channel hot carrier,CHC)效应综合作用下二者的相关性进行了研究。研究结果表明,CHC效应和TID效应单独作用都会对纳米NMOS器件产... 详细信息

通过理论模拟和辐照试验,对40 nm NMOS器件在电离总剂量(total ionization dose,TID)效应和沟道热载流子(channel hot carrier,CHC)效应综合作用下二者的相关性进行了研究。研究结果表明,CHC效应和TID效应单独作用都会对纳米NMOS器件产生影响,而在综合作用下是否相关依赖于二者的先后试验顺序。器件在先TID效应后CHC效应的综合作用下,损伤程度要大于CHC效应单独作用的结果,2种效应具有相关性;器件在先CHC效应后TID效应的综合作用下,损伤程度小于TID效应和CHC效应单独作用的结果,2种效应没有相关性。

关键词：电离总剂量效应沟道热载流子效应浅槽隔离超薄栅氧化层