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数字集成电路电离总剂量辐射效应原位测试系统的研究与实现
1
作者 张兴尧 孙静 +3 位作者 郭旗 李豫东 荀明珠 文林 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第5期815-823,共9页
电离总剂量效应将会导致数字集成电路电参数超差,甚至功能失效。目前数字集成电路的电离总剂量效应试验主要采用移位测试,移位测试需要一定时间将器件移动到测试机上进行测试,移动耗费的时间将导致器件有不同程度的退火,同时只有在移位... 电离总剂量效应将会导致数字集成电路电参数超差,甚至功能失效。目前数字集成电路的电离总剂量效应试验主要采用移位测试,移位测试需要一定时间将器件移动到测试机上进行测试,移动耗费的时间将导致器件有不同程度的退火,同时只有在移位测试过程中才能获得辐射效应数据,相较于在线原位测试数据量较少。数字集成电路测试系统采用PXI系统,系统内装配数字向量测试模块和电源量测模块,同时编写了测试软件和制作了测试板。通过对一款NAND Flash存储器进行在线原位辐照测试,测试结果满足对数字集成电路在X射线辐照过程中的DC、AC及功能测试要求。系统的装备应用为未来应用到各种加速器或其他辐射源的数字集成电路的在线测试奠定了基础。 展开更多
关键词 X射线 辐射效应 原位测试 NAND Flash存储器
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基于X射线的晶圆级器件辐照与辐射效应参数提取设备的设计与实现 被引量：2
2
作者 荀明珠 李豫东 +5 位作者 郭旗 何承发 于新 于钢 文林 张兴尧 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期828-834,共7页
基于标准工艺线的设计加固是大规模集成电路抗辐射加固的发展趋势,对微纳米单元器件进行辐射效应参数提取是实现设计加固的前提。为了摒除参数提取过程中封装引入的影响,实现在线参数测试,本文设计了一套晶圆级器件辐照与辐射效应参数... 基于标准工艺线的设计加固是大规模集成电路抗辐射加固的发展趋势,对微纳米单元器件进行辐射效应参数提取是实现设计加固的前提。为了摒除参数提取过程中封装引入的影响,实现在线参数测试,本文设计了一套晶圆级器件辐照与辐射效应参数提取试验装置,兼备晶圆级器件电离总剂量辐照、器件参数在线测试分析功能,并且具有通用性强、测量范围宽、结构一体化、操作自动化等特点。对设备在50 kV管压下产生的X射线能谱、剂量率、束斑的测量以及对晶圆级MOS器件进行I-V、C-V、低频噪声特性的测试分析结果表明,该设备符合ASTM F1467测试标准,且能满足晶圆级器件辐射效应参数提取要求,可为大规模集成电路抗辐射设计加固提供良好的试验条件。 展开更多
关键词 抗辐射加固 试验装置 晶圆级器件 X射线辐照 辐射效应 参数提取
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载人航天器舱内辐射环境及剂量分析 被引量：3
3
作者 吴正新 孙慧斌 +7 位作者 何承发 童永彭 马玉刚 陆景彬 荀明珠 呼延奇 蔡震波 朱志鹏 《航天器环境工程》 2016年第2期154-157,共4页
构建载人航天器模型,利用Geant4软件计算了银河宇宙射线中的质子穿过载人航天器后在水模体中的总吸收剂量以及次级粒子吸收剂量,并且统计了不同种类的次级粒子在水模体中的总数量分布。计算结果表明,次级粒子引起的辐射剂量所占比例为5... 构建载人航天器模型,利用Geant4软件计算了银河宇宙射线中的质子穿过载人航天器后在水模体中的总吸收剂量以及次级粒子吸收剂量,并且统计了不同种类的次级粒子在水模体中的总数量分布。计算结果表明,次级粒子引起的辐射剂量所占比例为50%,且二次电子总数量达到了10~7量级。 展开更多
关键词 吸收剂量 银河宇宙射线 载人航天器 屏蔽材料 蒙特卡罗方法 数值分析
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不同屏蔽材料对空间100 MeV质子防护效果分析 被引量：2
4
作者 荀明珠 何承发 郑玉展 《载人航天》 CSCD 北大核心 2018年第6期740-744,共5页
为了研究地球空间辐射环境中高能质子的屏蔽问题,使用基于蒙特卡罗方法的Geant4软件模拟了100 MeV质子入射相同面密度的Al、PE、水三种屏蔽材料,通过分析射线穿过屏蔽材料后在水模体中的深度剂量分布、屏蔽材料内的能量沉积、屏蔽材料... 为了研究地球空间辐射环境中高能质子的屏蔽问题,使用基于蒙特卡罗方法的Geant4软件模拟了100 MeV质子入射相同面密度的Al、PE、水三种屏蔽材料,通过分析射线穿过屏蔽材料后在水模体中的深度剂量分布、屏蔽材料内的能量沉积、屏蔽材料产生的次级粒子能谱,对不同面密度下三种材料的质子屏蔽效果进行了对比分析。结果表明:Al、PE、水三种屏蔽材料中,使用PE屏蔽材料比Al屏蔽材料节省27.29%的重量即可实现对100 MeV质子的有效屏蔽,水屏蔽材料比Al材料节省22.46%的屏蔽材料重量;面密度为6.48 g/cm^2PE材料对100 MeV质子的屏蔽能力比同等面密度下Al材料增加59.23%;等效Al厚度为27 mm时,PE屏蔽比Al屏蔽能力增加达到最大值82.96%。 展开更多
关键词 GEANT4 次级粒子 屏蔽材料 100MeV质子
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空间重粒子入射屏蔽材料的蒙特卡罗模拟 被引量：1
5
作者 荀明珠 何承发 郑玉展 《载人航天》 CSCD 北大核心 2019年第2期159-163,共5页
针对空间辐射环境中银河宇宙射线重离子的屏蔽防护问题,使用基于蒙特卡罗方法的Geant4软件模拟330 MeV/n ^(12)C粒子入射铝、聚乙烯、水、液态氢4种屏蔽材料,分析了^(12)C粒子在4种屏蔽材料内的深度剂量分布;在Geant4中建立MIRD人体模型... 针对空间辐射环境中银河宇宙射线重离子的屏蔽防护问题,使用基于蒙特卡罗方法的Geant4软件模拟330 MeV/n ^(12)C粒子入射铝、聚乙烯、水、液态氢4种屏蔽材料,分析了^(12)C粒子在4种屏蔽材料内的深度剂量分布;在Geant4中建立MIRD人体模型,分析了^(12)C粒子入射4种屏蔽材料后在人体睾丸器官内的吸收剂量;对每种次级粒子在器官内的吸收剂量进行比对,分析了^(12)C粒子入射PE材料产生的次级质子和次级中子能谱。结果表明:330 MeV/n ^(12)C粒子在液态氢中的入射深度为9.66 g/cm^2,在Al中的入射深度为液态氢中入射深度的2.63倍,^(12)C粒子入射5 g/cm^2Al屏蔽材料后在器官内的吸收剂量为2.98×10^(-14 ) Gy/Ion,在液态氢屏蔽后器官内的吸收剂量为2.29×10^(-14 ) Gy/Ion,与Al屏蔽相比吸收剂量降低23.2%。 展开更多
关键词 GEANT4 屏蔽材料 MIRD 人体模型 深度剂量分布
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不同温度辐照下栅控双极晶体管的总剂量效应参数退化研究 被引量：1
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作者 相传峰 李小龙 +11 位作者 陆妩 王信 刘默寒 于新 蔡娇 张瑞勤 何承发 荀明珠 刘海涛 张巍 于刚 郭旗 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2183-2190,共8页
本文选用特殊测试结构的栅控横向PNP(gated lateral PNP,GLPNP)双极晶体管为研究对象,在不同辐照温度下,得到了温度和剂量对GLPNP双极晶体管辐射损伤的响应机制。试验结果表明,温度和剂量是影响界面陷阱电荷生成和退火动态平衡的关键因... 本文选用特殊测试结构的栅控横向PNP(gated lateral PNP,GLPNP)双极晶体管为研究对象,在不同辐照温度下,得到了温度和剂量对GLPNP双极晶体管辐射损伤的响应机制。试验结果表明,温度和剂量是影响界面陷阱电荷生成和退火动态平衡的关键因素。在低剂量阶段,高温辐照会导致GLPNP双极晶体管辐射损伤加快,在高剂量阶段,适当降低温度会促进界面陷阱电荷的生长。 展开更多
关键词 温度效应 总剂量效应 界面陷阱电荷 GLPNP双极晶体管
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平衡材料对双极器件电离总剂量效应的影响
7
作者 王涛 王倩 +4 位作者 何承发 荀明珠 买买提热夏提·买买提 雷琪琪 孙静 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2278-2283,共6页
本文选择贴片式NPN双极器件作为研究对象,采用在器件辐照试验时设置平衡材料的方法,通过对器件辐照敏感电参数的测量,研究平衡材料对双极器件电离总剂量效应的影响程度.结果表明:在器件辐照试验时设置平衡材料,器件的敏感电参数电流增... 本文选择贴片式NPN双极器件作为研究对象,采用在器件辐照试验时设置平衡材料的方法,通过对器件辐照敏感电参数的测量,研究平衡材料对双极器件电离总剂量效应的影响程度.结果表明:在器件辐照试验时设置平衡材料,器件的敏感电参数电流增益较未设置平衡材料退化更明显,仅设置前平衡材料比仅设置后平衡材料影响更大.在器件前后均设置平衡材料、仅设置前平衡材料和仅设置后平衡材料三种不同条件下,器件电流增益退化差异在50krad(Si)剂量点时分别为22.55%、13.38%和12.58,当辐照总剂量达到300krad(Si)时降低至11.65%、7.31%和4.14%.因此在评估器件的抗辐照性能过程中,很有必要在器件进行辐照试验时根据器件的结构尺寸,设置一定厚度的平衡材料,使器件敏感区满足次级电子平衡条件,从而保证器件敏感区实际吸收剂量达到标称辐照剂量. 展开更多
关键词 电离总剂量效应 平衡材料 电流增益 次级电子平衡
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浮栅晶体管的辐照响应及退火特性研究
8
作者 任李贤 孙静 +1 位作者 何承发 荀明珠 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2023年第3期281-286,共6页
对浮栅晶体管进行了^(60)Co-γ射线总剂量辐照试验,研究了浮栅晶体管的电离辐射响应特性,通过对晶体管在辐照后的常温和高温100℃下的退火,分析了电离辐射环境下浮栅晶体管的陷阱电荷的产生及变化过程,监测了浮栅电荷存储能力。结果表明... 对浮栅晶体管进行了^(60)Co-γ射线总剂量辐照试验,研究了浮栅晶体管的电离辐射响应特性,通过对晶体管在辐照后的常温和高温100℃下的退火,分析了电离辐射环境下浮栅晶体管的陷阱电荷的产生及变化过程,监测了浮栅电荷存储能力。结果表明,辐照导致浮栅晶体管中多晶硅浮动栅极存储电荷的丢失,界面处感生的陷阱电荷数量远少于氧化物陷阱电荷及浮栅中电荷丢失量,退火效应可恢复浮栅受辐射影响的存储能力。试验数据为浮栅晶体管在电离辐射环境的测试及应用提供参考。 展开更多
关键词 浮栅晶体管 总剂量效应 陷阱电荷分离 辐照响应分析
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高温环境下PMOS剂量计的剂量响应研究
9
作者 马函 孙静 +1 位作者 何承发 荀明珠 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2175-2182,共8页
通过室温和高温条件下的辐照试验,研究了100 nm和400 nm栅氧厚度PMOS剂量计(RADFETs)在高温下的辐照响应。实验剂量率为3 rad(Si)/s和0.098 rad(Si)/s,辐照总剂量达80 krad(Si)。采用中带电压法进行氧化物陷阱电荷和界面态陷阱电荷的分... 通过室温和高温条件下的辐照试验,研究了100 nm和400 nm栅氧厚度PMOS剂量计(RADFETs)在高温下的辐照响应。实验剂量率为3 rad(Si)/s和0.098 rad(Si)/s,辐照总剂量达80 krad(Si)。采用中带电压法进行氧化物陷阱电荷和界面态陷阱电荷的分离,对高温下辐照响应的微观机理进行了分析。氧化物陷阱电荷的退火作用是导致非线性响应的主要原因。不同氧化层厚度的氧化物陷阱电荷密度差异很大,高温下100 nm和400 nm RADFETs的界面态陷阱电荷密度差异较小。最后讨论了高温下不同栅氧厚度RADFETs的适用性,为高温环境下RADFETs的应用提供了参考。 展开更多
关键词 高温环境 RADFETS 辐照响应
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PMOS剂量计对^(60)Co和10 keV光子的剂量响应差异
10
作者 马函 何承发 +1 位作者 孙静 荀明珠 《太赫兹科学与电子信息学报》 2022年第6期557-564,共8页
针对P型金属氧化物半导体(PMOS)剂量计对^(60)Co和10 keV光子的剂量响应差异问题,本文对400 nm-PMOS剂量计进行了不同栅压条件下^(60)Coγ射线和10 keVX射线的对比辐照试验,并通过中带电压法和电荷泵法分离氧化物陷阱电荷和界面态陷阱... 针对P型金属氧化物半导体(PMOS)剂量计对^(60)Co和10 keV光子的剂量响应差异问题,本文对400 nm-PMOS剂量计进行了不同栅压条件下^(60)Coγ射线和10 keVX射线的对比辐照试验,并通过中带电压法和电荷泵法分离氧化物陷阱电荷和界面态陷阱电荷的影响,发现PMOS对10 keV光子的响应明显低于^(60)Coγ射线,其中主要的差异来自氧化物陷阱电荷,退火的差异表示不同射线辐照下的陷阱电荷竞争机制不同,不同的分析方法也带来一定差异。通过使用剂量因子和电荷产额修正,减小了剂量响应的差异,同时对响应的微观物理机制进行了解释。通过有效剂量修正和电荷产额修正可以很大程度上减小不同能量的剂量响应差异,为PMOS的低能光子辐射环境应用提供了参考。 展开更多
关键词 P型金属氧化物半导体(PMOS) 剂量响应 陷阱电荷分离 有效剂量
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