单粒子辐射加固功率MOSFET器件新结构及模型研究
发布时间：2022-01-14 14:07
宇宙空间存在大量的X射线、γ射线、质子、重粒子等,航天器在太空运行会受到此类射线和粒子的辐射,引起航天器电子系统的扰动,甚至导致电子系统失效,严重影响航天器的在轨安全运行。本文针对宇航用功率VDMOS器件存在的抗SEB和抗SEGR技术瓶颈,在深入分析功率VDMOS器件单粒子辐射效应及物理过程的基础上,系统地探讨了功率VDMOS器件的单粒子辐射加固技术。提出了DSPSOIMOS和DBLMOS两种单粒子辐射加固器件新结构,并完成了器件的设计、流片和辐射试验验证。本文以DBLMOS器件为典型介绍了器件样品的设计和工艺细节,分析讨论了经中国科学院近代物理研究所SFC+SSC回旋加速器的单粒子辐射试验结果。结果表明:采用能量为1400.8MeV、硅中射程为83.3μm、LET值为81.35MeV.cm2/mg的181Ta粒子垂直辐射DBLMOS器件,器件的单粒子辐射安全工作区由普通功率VDMOS器件的60V提高到了120V,提升了100%。在功率VDMOS器件的辐射...
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：174 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
IR公司功率VDMOS单粒子辐射特性曲线（左：R5，右；R6）
图 1.2 宇宙射线辐射环境示意图Fig.1.2 Sketch map of cosmic ray radiation environmen射线（GCR）未与地球大气层作用的银河宇宙射线称为初级宇宙
分为两个同心环的粒子区，即内范·爱伦辐射带（内带）和外范·爱伦辐射带（外带），如图1.3 所示。内带主要由能量在 30-100MeV 的质子组成，位于赤道上空 600-800km 高度, 向地球赤道两侧伸展约 40°，最高质子通量可达 3×104个质子/cm2·s；外带主要由能量在0.4-1MeV 之间的电子组成，位于赤道上空 4800-35000km 高度之间，向赤道两侧伸展约60°，电子注量最高可达 3×1010个电子/cm2 s。图 1.3 地球辐射带（范 艾伦辐射带）结构示意图Fig.1.3 Sketch map of the Van Allen radiation belt综上所述，空间辐射环境涉及宇宙射线环境和地球辐射带，宇宙射线环境中的初级射线进入地球磁场后，会在地球磁场和大气层的作用下发生衰减。而载人航天、地球同步卫星等航天器的运行轨迹主要涉及范 艾伦辐射带，因此针对航天工程、通讯卫星、资源卫星等电子系统的辐射效应主要涉及电离辐射总剂量效应、单粒子效应、质子（能量 30-100MeV）辐射效应和电子（能量 0.4-1MeV）辐射效应。
【参考文献】：
期刊论文
[1]SEGR- and SEB-hardened structure with DSPSOI in power MOSFETs[J]. Zhaohuan Tang,Xinghua Fu,Fashun Yang,Kaizhou Tan,Kui Ma,Xue Wu,Jiexing Lin. Journal of Semiconductors. 2017(12)
[2]功率VDMOS器件抗SEB/SEGR技术研究进展[J]. 唐昭焕,杨发顺,马奎,谭开洲,傅兴华. 微电子学. 2017(03)
[3]Simulation study on single event burnout in linear doping buffer layer engineered power VDMOSFET[J]. 贾云鹏,苏洪源,金锐,胡冬青,吴郁. Journal of Semiconductors. 2016(02)
[4]PN结掺杂浓度对耗尽层宽度及内建电场和内建电势的影响[J]. 夏鹏昆,程齐家. 大学物理. 2015(06)
[5]基于锎源的N沟道VDMOS器件单粒子效应研究[J]. 陈佳,乔哲,唐昭焕,王斌,谭开洲. 微电子学. 2014(01)
[6]星用功率VDMOS器件SEGR效应研究[J]. 王立新,高博,刘刚,韩郑生,张彦飞,宋李梅,吴海舟. 核技术. 2012(06)
[7]p型金属氧化物半导体场效应晶体管低剂量率辐射损伤增强效应模型研究[J]. 高博,余学峰,任迪远,崔江维,兰博,李明,王义元. 物理学报. 2011(06)
[8]Total ionizing dose effects and annealing behavior for domestic VDMOS devices[J]. 高博,余学峰,任迪远,刘刚,王义元,孙静,崔江维. 半导体学报. 2010(04)
[9]VDMOSFET二次击穿效应的研究[J]. 张丽,庄奕琪,李小明,姜法明. 现代电子技术. 2005(04)
[10]MOSFET栅氧化过程界面分凝行为的二维工艺仿真[J]. 陈慧凯,邢建平. 山东大学学报(工学版). 2002(05)
硕士论文
[1]抗辐射VDMOS器件的研究与设计[D]. 王思慧.东南大学 2016
本文编号：3588642
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：174 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
IR公司功率VDMOS单粒子辐射特性曲线（左：R5，右；R6）
图 1.2 宇宙射线辐射环境示意图Fig.1.2 Sketch map of cosmic ray radiation environmen射线（GCR）未与地球大气层作用的银河宇宙射线称为初级宇宙
分为两个同心环的粒子区，即内范·爱伦辐射带（内带）和外范·爱伦辐射带（外带），如图1.3 所示。内带主要由能量在 30-100MeV 的质子组成，位于赤道上空 600-800km 高度, 向地球赤道两侧伸展约 40°，最高质子通量可达 3×104个质子/cm2·s；外带主要由能量在0.4-1MeV 之间的电子组成，位于赤道上空 4800-35000km 高度之间，向赤道两侧伸展约60°，电子注量最高可达 3×1010个电子/cm2 s。图 1.3 地球辐射带（范 艾伦辐射带）结构示意图Fig.1.3 Sketch map of the Van Allen radiation belt综上所述，空间辐射环境涉及宇宙射线环境和地球辐射带，宇宙射线环境中的初级射线进入地球磁场后，会在地球磁场和大气层的作用下发生衰减。而载人航天、地球同步卫星等航天器的运行轨迹主要涉及范 艾伦辐射带，因此针对航天工程、通讯卫星、资源卫星等电子系统的辐射效应主要涉及电离辐射总剂量效应、单粒子效应、质子（能量 30-100MeV）辐射效应和电子（能量 0.4-1MeV）辐射效应。
【参考文献】：
期刊论文
[1]SEGR- and SEB-hardened structure with DSPSOI in power MOSFETs[J]. Zhaohuan Tang,Xinghua Fu,Fashun Yang,Kaizhou Tan,Kui Ma,Xue Wu,Jiexing Lin. Journal of Semiconductors. 2017(12)
[2]功率VDMOS器件抗SEB/SEGR技术研究进展[J]. 唐昭焕,杨发顺,马奎,谭开洲,傅兴华. 微电子学. 2017(03)
[3]Simulation study on single event burnout in linear doping buffer layer engineered power VDMOSFET[J]. 贾云鹏,苏洪源,金锐,胡冬青,吴郁. Journal of Semiconductors. 2016(02)
[4]PN结掺杂浓度对耗尽层宽度及内建电场和内建电势的影响[J]. 夏鹏昆,程齐家. 大学物理. 2015(06)
[5]基于锎源的N沟道VDMOS器件单粒子效应研究[J]. 陈佳,乔哲,唐昭焕,王斌,谭开洲. 微电子学. 2014(01)
[6]星用功率VDMOS器件SEGR效应研究[J]. 王立新,高博,刘刚,韩郑生,张彦飞,宋李梅,吴海舟. 核技术. 2012(06)
[7]p型金属氧化物半导体场效应晶体管低剂量率辐射损伤增强效应模型研究[J]. 高博,余学峰,任迪远,崔江维,兰博,李明,王义元. 物理学报. 2011(06)
[8]Total ionizing dose effects and annealing behavior for domestic VDMOS devices[J]. 高博,余学峰,任迪远,刘刚,王义元,孙静,崔江维. 半导体学报. 2010(04)
[9]VDMOSFET二次击穿效应的研究[J]. 张丽,庄奕琪,李小明,姜法明. 现代电子技术. 2005(04)
[10]MOSFET栅氧化过程界面分凝行为的二维工艺仿真[J]. 陈慧凯,邢建平. 山东大学学报(工学版). 2002(05)
硕士论文
[1]抗辐射VDMOS器件的研究与设计[D]. 王思慧.东南大学 2016
本文编号：3588642
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3588642.html
