典型商用双极晶体管高总剂量下的剂量率效应
发布时间：2022-01-28 00:17
双极晶体管因其体积小、成本低、放大倍数高等优势被广泛应用于航天电子系统中,然而航天器长期暴露在一个复杂的空间辐射环境内,电子系统不可避免的遭受空间射线和粒子的作用,引起电子元器件电学性能的退化,影响航天器安全、可靠地运行。对此,国内外相关工作者展开了大量研究,结果表明,双极器件普遍存在的低剂量率损伤增强效应是导致器件在典型空间低剂量率辐射环境中性能退化的主要原因,但对其损伤机制尚无统一定论。与此同时,空间技术发展迅速,深空探测任务日益增多,国内外为进一步提高深空探测能力,长寿命（15年）、高可靠性航天器已成为当前航天任务的必要条件,这就对双极器件的抗辐射能力和使用寿命提出了更高的要求。此外,商用现货双极晶体管的制造工艺已非常成熟,若将其运用到航天器上,将会大大降低航天器的建造成本,因此开展商用现货双极晶体管在高总剂量下的辐射效应研究具有深刻意义。基于上述问题,本文选取三款不同型号的商用双极晶体管,进行高总剂量水平下双极晶体管的剂量率效应研究,并首次将累积辐照剂量提升至300krad（Si）。结果表明:（1）随着辐照累积剂量的增加,电流增益持续下降,但在200300...
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区211工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
竞争模型示意图
而氧化物内空穴的输运以及质子（H+）的释放直接影响到界面陷阱的形成。如图1-2 所示，在高的剂量率条件下，基区氧化层中存在较强的空间电场，抑制了辐射感生的空穴与质子到达 Si/SiO2的输运过程[13]，只有极少数的空穴与质子在经历很长的一段时间才能到达 Si/SiO2界面处形成界面陷阱；在低剂量率条件下，辐射产生的空间电场相对较弱，致使更多的空穴与质子输运到 Si/SiO2界面，与界面处 Si-H 悬挂键发生反应生成界面陷阱，从而导致了低剂量率损伤增强效应。图 1-2 空间电荷模型示意图双分子模型认为，双极器件 ELDRS 效应可分为五个不同的核心物理过程[14-17]：（1）电子-空穴初始复合；（2）自由电子的再次复合；（3）氢分子碎裂和氢释放；（4）氢二聚化作用；（5）氢的再次捕获。如式（1-1~5）所示，氧化层内在缺陷俘获空穴形成缺陷电荷（式 1-1）
新疆大学 2019 届硕士研究生学位论文要成分是地球磁场捕获的电子和少量质子；外辐射带在赤道平面高度从 100里延伸到 60000 公里，中心主要集中在在 2000~25000 公里处，纬度边界5°~70°，主要成分为电子。此外，在南美洲与非洲之间的大西洋中部地区，由区域磁场分布较低，使得高能质子的通量是宇宙射线背景的数百倍，粒子到高度在该区域下伸到 200km 左右，称为南大西洋异常区（South Atlannomaly, SAA）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]双极电压比较器低剂量率辐照损伤增强效应的变温辐照加速评估方法[J]. 马武英,陆妩,郭旗,吴雪,孙静,邓伟,王信,吴正新. 原子能科学技术. 2014(11)
[2]PNP输入双极运算放大器ELDRS效应的60Coγ辐照高温退火评估方法[J]. 许发月,陆妩,王义元,席善斌,李明,王飞,周东. 核技术. 2011(11)
[3]不同偏置条件下基区掺杂浓度对NPN双极晶体管电离辐照的影响[J]. 席善斌,王志宽,陆妩,王义元,许发月,周东,李明,王飞,杨永晖. 核技术. 2011(03)
[4]工艺条件对双极晶体管低剂量率辐射损伤增强效应的影响[J]. 陆妩,郑玉展,任迪远,郭旗,余学峰. 原子能科学技术. 2010(01)
[5]双极运算放大器低剂量率辐照损伤增强效应的变温加速辐照方法[J]. 陆妩,任迪远,郑玉展,王义元,郭旗,余学峰. 原子能科学技术. 2009(09)
[6]双极晶体管的低剂量率辐射损伤增强效应[J]. 尹雪梅,李斌,师谦. 电子质量. 2007(11)
[7]双极晶体管不同剂量率的辐射效应和退火特性[J]. 陆妩,余学锋,任迪远,艾尔肯,郭旗. 核技术. 2005(12)
[8]双极晶体管高温辐照的剂量率效应研究[J]. 汪东,陆妩,任迪远,郭旗,何承发. 微电子学. 2005(05)
[9]双极晶体管的低剂量率电离辐射效应[J]. 张华林,陆妩,任迪远,郭旗,余学锋,何承发,艾尔肯,崔帅. 半导体学报. 2004(12)
本文编号：3613338
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区211工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
竞争模型示意图
而氧化物内空穴的输运以及质子（H+）的释放直接影响到界面陷阱的形成。如图1-2 所示，在高的剂量率条件下，基区氧化层中存在较强的空间电场，抑制了辐射感生的空穴与质子到达 Si/SiO2的输运过程[13]，只有极少数的空穴与质子在经历很长的一段时间才能到达 Si/SiO2界面处形成界面陷阱；在低剂量率条件下，辐射产生的空间电场相对较弱，致使更多的空穴与质子输运到 Si/SiO2界面，与界面处 Si-H 悬挂键发生反应生成界面陷阱，从而导致了低剂量率损伤增强效应。图 1-2 空间电荷模型示意图双分子模型认为，双极器件 ELDRS 效应可分为五个不同的核心物理过程[14-17]：（1）电子-空穴初始复合；（2）自由电子的再次复合；（3）氢分子碎裂和氢释放；（4）氢二聚化作用；（5）氢的再次捕获。如式（1-1~5）所示，氧化层内在缺陷俘获空穴形成缺陷电荷（式 1-1）
新疆大学 2019 届硕士研究生学位论文要成分是地球磁场捕获的电子和少量质子；外辐射带在赤道平面高度从 100里延伸到 60000 公里，中心主要集中在在 2000~25000 公里处，纬度边界5°~70°，主要成分为电子。此外，在南美洲与非洲之间的大西洋中部地区，由区域磁场分布较低，使得高能质子的通量是宇宙射线背景的数百倍，粒子到高度在该区域下伸到 200km 左右，称为南大西洋异常区（South Atlannomaly, SAA）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]双极电压比较器低剂量率辐照损伤增强效应的变温辐照加速评估方法[J]. 马武英,陆妩,郭旗,吴雪,孙静,邓伟,王信,吴正新. 原子能科学技术. 2014(11)
[2]PNP输入双极运算放大器ELDRS效应的60Coγ辐照高温退火评估方法[J]. 许发月,陆妩,王义元,席善斌,李明,王飞,周东. 核技术. 2011(11)
[3]不同偏置条件下基区掺杂浓度对NPN双极晶体管电离辐照的影响[J]. 席善斌,王志宽,陆妩,王义元,许发月,周东,李明,王飞,杨永晖. 核技术. 2011(03)
[4]工艺条件对双极晶体管低剂量率辐射损伤增强效应的影响[J]. 陆妩,郑玉展,任迪远,郭旗,余学峰. 原子能科学技术. 2010(01)
[5]双极运算放大器低剂量率辐照损伤增强效应的变温加速辐照方法[J]. 陆妩,任迪远,郑玉展,王义元,郭旗,余学峰. 原子能科学技术. 2009(09)
[6]双极晶体管的低剂量率辐射损伤增强效应[J]. 尹雪梅,李斌,师谦. 电子质量. 2007(11)
[7]双极晶体管不同剂量率的辐射效应和退火特性[J]. 陆妩,余学锋,任迪远,艾尔肯,郭旗. 核技术. 2005(12)
[8]双极晶体管高温辐照的剂量率效应研究[J]. 汪东,陆妩,任迪远,郭旗,何承发. 微电子学. 2005(05)
[9]双极晶体管的低剂量率电离辐射效应[J]. 张华林,陆妩,任迪远,郭旗,余学锋,何承发,艾尔肯,崔帅. 半导体学报. 2004(12)
本文编号：3613338
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