超结器件的辐射机理与实验研究

发布时间：2024-03-07 01:06

　　超结器件打破了传统意义上的“硅极限”,具有优良的电学性能,有望代替常规功率MOSFET应用在空天飞行器电源等。然而,空天飞行器所处的辐射环境中存在各种高能射线和大量的带电粒子,导致电子器件容易发生辐射效应使其性能退化,则电子系统可靠性降低和使用寿命缩短,造成巨大的安全隐患和成本浪费。关于超结器件辐照效应研究的相关文献较少且研究不深入,因此本文开展超结器件的辐射机理与实验研究十分有意义。本文以超结器件和辐射效应的理论为基础,对超结器件的总剂量辐照效应和单粒子烧毁(Single Event Burnout,SEB)效应进行研究,并提出抗辐射加固方案。主要内容如下:1、通过实验与仿真研究超结器件的总剂量辐照效应并提出加固设计。首次将常规VDMOS与超结器件的总剂量辐照效应进行对比研究,实验和仿真结果表明,总剂量辐照对超结器件和常规VDMOS元胞电学特性的影响几乎相同,击穿电压和导通电阻随辐照剂量增加几乎不变,而阈值电压随辐照剂量增加近似呈线性减小且下降趋势相似;总剂量辐照对超结器件和常规VDMOS终端击穿电压的影响存在差异,虽然随着辐照剂量的增加,超结终端和场限环结构终端的击穿电压都下降,但...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-6全超结VDMOS漂移区中横向电场和纵向电场分布示意图

电子科技大学硕士学位论文12（2-3）公式（2-3）中：epiT是外延层的厚度；CE是硅的临界击穿电场值，取值范围一般为1~4×105V/cm。由于全超结VDMOS引入了交替排列的P/N柱，使器件存在二维电场[30]包括横向电场Ex和纵向电场Ey，如图2-6所示。全超结VDMOS....

图2-8宇宙银河射线粒子分布图

第二章超结器件的基本原理及辐射效应简介15包括太阳小和太阳大两个时期，平均每隔11年爆发一次，其中太阳最小和太阳最大分别为4年和7年。太阳耀斑产生的重离子和质子在太阳小周期的能量大于1000MeV，有几个小时或者几天的持续时间。因为太阳耀斑爆发的不确定性，所以太阳宇宙射线的通量具....

图2-9地球俘获带示意图

电子科技大学硕士学位论文16期受大气密度的影响而减校外辐射带中主要是电子和少量的重离子，电子的能量可以达到7MeV且比内辐射带中具有更高的能量和更大的通量。地球俘获带中带电粒子的运动有：围绕磁力线的旋转运动、南北半球磁场之间的漂移和往返运动。另外，由于地磁偶极子的偏心，在巴西附近....

图2-11重离子直接电离的电荷沉积示意图

辐射效应的两种电荷收集模型和常规VDMOS的单粒子烧毁效应。2.3.3.1电荷沉积方式入射重粒子的直接电离是半导体器件的一种电荷沉积方式。重离子直接电离的电荷沉积，如图2-11所示，当高能重离子入射进入半导体材料中，半导体材料吸收能量使电子从半导体的价带跃迁到导带....

本文编号：3921153