AlGaAs/InGaAs/GaAs赝配高电子迁移晶体管的kink效应研究

利用二维器件模拟软件MEDICI对AlGaAs/InGaAs/GaAs赝配高电子迁移晶体管器(PHEMT)件进行了仿真，研究了PHEMT器件的掺杂浓度与电子浓度分布，PHEMT器件内部的电流走向及传输特性，重点研究了不同温度和不同势垒层浓度情况下PHEMT器件的kink效应.研究结果表明：kink效应主要与处于高层深能级中的陷阱俘获/反俘获过程有关，而不是只与碰撞电离有关. 关键词： 高电子迁移率晶体管 kink效应 二维电子气     

N型槽栅金属-氧化物-半导体场效应晶体管抗热载流子效应的研究

用二维器件仿真软件MEDICI模拟分析了N型槽栅金属-氧化物-半导体场效应晶体管的热载流 子特性及其对器件性能所造成的损伤,并与相应常规平面器件进行了比较,同时用器件内部 物理量的分布对造成两种结构器件特性不同的原因进行了解释.结果表明槽栅器件对热载流 子效应有明显的抑制作用,但槽栅器件对热载流子损伤的反应较平面器件敏感. 关键词： 槽栅MOSFET 热载流子效应 界面态 特性退化     

6H-SiC肖特基源漏MOSFET的模拟仿真研究

给出了一种新型SiC MOSFET——6H-SiC肖特基源漏MOSFET.这种器件结构制备工艺简单，避 免了长期困扰常规SiC MOSFET的离子注入工艺难度大、退火温度高、晶格损伤大，注入激活 率低等问题.分析了该器件的电流输运机理，并通过MEDICI模拟，给出了SiC肖特基源漏MOSF ET伏安特性以及其和金属功函数、栅氧化层厚度和栅长关系. 关键词： 碳化硅 肖特基接触 MOSFET 势垒高度     

BEPC中束束效应的计算模拟

独立开发并行的正负电子储存环的束束效应模拟程序SBBE?.通过求解自由空间内的Poisson方程计算束束作用力;单圈的传输映射中引入了辐射阻尼效应和随机效应.使用它对BEPC中的束束效应进行了计算模拟,并与实测数据进行比较.结果表明,SBBE可以较好地再现BEPC中由束束效应所引发的现象,具备一定的预言能力.本工作为BEPCⅡ的束束效应模拟研究.     

爆炸复合边界效应的数值模拟

借助动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA,运用光滑粒子流体动力学(SPH)方法,对爆炸复合边界效应进行了二维数值模拟。模拟结果再现了爆炸复合过程中的射流现象和边界效应。研究结果表明,爆炸复合边界效应的产生原因并非是边界处的冲击能量过剩,在基-复板碰撞之前,断裂就已经产生。采用SPH方法对爆炸复合边界效应进行模拟研究具有一定的科学价值。     

门极换流晶闸管透明阳极的机理与特性分析

通过分析门极换流晶闸管（GCT）透明阳极的电流输运过程，研究了透明阳极的机理，导出 了透明阳极电子电流密度的表达式.并利用MEDICI软件对GCT的开关特性进行了模拟，验证了 理论分析的正确性.另外，将GCT与具有普通阳极的门极可关断晶闸管（GTO）进行比较，分 析了透明阳极的特性，结果表明将透明阳极与缓冲层结合使用，可以更好地协调GCT的阻断 特性、通态特性及开关特性之间的矛盾，从而有效地改善GCT的综合特性.结论得到了实验结 果的证实. 关键词： 透明阳极 电力半导体器件 门极换流晶闸管 注入效率     

SiC纳米杆的弛豫性能研究

采用Tersoff势对SiC驰豫性能进行了分子动力学模拟.模拟了SiC在驰豫过程中的动态平衡变化过程，研究了表面效应和小尺寸效应对原子位置，原子能量分布的影响.模拟结果表明，SiC纳米杆受表面效应和小尺寸效应的影响很大，在不加外载和约束的情况下，出现了不同于宏观SiC杆的弯扭屈伸现象，最终形成了带有一定扭转弯曲量、总能量达到最低的稳定状态. 关键词： SiC纳米杆 分子动力学 表面效应 小尺寸效应     

功率MOS器件单粒子栅穿效应的等效电路模拟方法

根据电路模拟软件PSPICE内建元器件模型,建立了功率MOS器件单粒手栅穿效应的等效电路模型和模型参数提取方法,对VDMOS器件的单粒子栅穿效应机理进行了电路模拟和分析,模拟结果与文献中的实验数据相符合,表明所建立的等效电路模拟方法是可靠的。     

微通道内气体流动的三维效应

本文使用直接模拟Monte carlo法对三维直微通道内的气体流动进行了数值模拟,对比了不同截面形状的通道 不同驱动压差的情况,探讨了截面形状对微通道内气体流动三维效应的影响以及三维效应对流量-压差关系的影响。     

轴对称平板二极管空间电荷限制流的2维效应

 应用精度较高的体积加权电荷、电流分配模型,对轴对称平板二极管的空间电荷限制流2维效应进行了粒子模拟研究。选取电压分别为100 kV和1 MV两种情况,对空间电荷限制流受二极管尺寸影响的规律进行了模拟。模拟结果表明,2维效应使空间电荷限制流密度随二极管形状因子(阴极发射半径与阴阳极间隙的比值)的减小而增大,且受相对论效应的影响不明显。经数值拟合得到了空间电荷限制流2维效应与形状因子相关的二阶经验公式,其一阶系数与一阶理论结果基本一致,约为1/4。     

稳态、瞬态X射线辐照引起的互补性金属-氧化物-半导体器件剂量增强效应研究

重点开展了稳态、瞬态X射线辐照引起的金属氧化物半导体(CMOS)器件剂量增强效应relative dose enhancement effect(RDEF)研究.通过实验给出辐照敏感参数随总剂量的变化关系,旨在建立CMOS器件相同累积剂量时Χ射线辐照和γ射线辐照的总剂量效应损伤等效关系.在脉冲X射线源dense plasma focus(DPF)装置上,采用双层膜结构开展瞬态翻转增强效应研究,获得了瞬态翻转剂量增强因子.这些方法为器件抗X射线辐照加固技术研究提供了实验技术手段. 关键词： X射线 剂量增强因子 总剂量效应 剂量率效应     

微电路FPGA的γ电离总剂量效应与加固技术

 讨论了Actel公司的FPGA芯片A1280XL在有偏置和无偏置条件下的γ电离总剂量效应,试验结果表明偏置条件对FPGA芯片电离总剂量效应有较大影响,在有偏置下FPGA芯片A1280XL失效阈最小,为12.16 Gy(Si);无偏置时FPGA失效阈最大,为33.2 Gy(Si)。对芯片内部结构进行了辐射效应分析,并提出一些加固方法提高器件的抗总剂量能力,如电路设计中采用冗余技术来实现对故障的检测和隔离,以及选取适当的屏蔽材料对器件进行屏蔽。     

Study of total ionizing dose radiation effects on enclosed gate transistors in a commercial CMOS technology

This paper studies the total ionizing dose radiation effects on MOS (metal-oxide-semiconductor) transistors with normal and enclosed gate layout in a standard commercial CMOS (compensate MOS) bulk process. The leakage current, threshold voltage shift, and transconductance of the devices were monitored before and after $\gamma $-ray irradiation. The parameters of the devices with different layout under different bias condition during irradiation at different total dose are investigated. The results show that the enclosed layout not only effectively eliminates the leakage but also improves the performance of threshold voltage and transconductance for NMOS (n-type channel MOS) transistors. The experimental results also indicate that analogue bias during irradiation is the worst case for enclosed gate NMOS. There is no evident different behaviour observed between normal PMOS (p-type channel MOS) transistors and enclosed gate PMOS transistors.     

The effects of radiation damage on power VDMOS devices with composite SiO2-Si3N4 films

Total dose effects and single event effects on radiation-hardened power vertical double-diffusion metal oxide semiconductor(VDMOS) devices with composite SiO2-Si3N4 film gates are investigated.The relationships among the important electrical parameters of the samples with different thickness SiO2-Si3N4 films,such as threshold voltage,breakdown voltage,and on-state resistance in accumulated dose,are discussed.The total dose experiment results show that the breakdown voltage and the on-state resistance barely change with the accumulated dose.However,the relationships between the threshold voltages of the samples and the accumulated dose are more complex,and not only positively drift,but also negatively drift.At the end of the total dose experiment,we select the group of samples which have the smaller threshold voltage shift to carry out the single event effect studies.We find that the samples with appropriate thickness ratio SiO2-Si3N4 films have a good radiation-hardening ability.This method may be useful in solving both the SEGR and the total dose problems with the composite SiO2-Si3N4 films.     

大规模集成电路总剂量效应测试方法初探

提出了初步的大规模集成电路总剂量效应测试方法。在监测器件和电路功能参数的同时，监测器件功耗电流的变化情况，分析数据错误与器件功耗电流变化的关系及其总剂量效应机理。给出了大规模集成电路：静态随机存取存储器（SRAM）、电擦除电编程只读存储器（EEPROM）、闪速存储器（FLASH ROM）和微处理器（CPU）的⁶⁰Co γ总剂量效应实验的结果. 关键词： 测试方法 总剂量效应 大规模集成电路     

低温低剂量率下金属-氧化物-半导体器件的辐照效应

对金属氧化物半导体(MOS)器件在低剂量率γ射线辐照条件下的剂量率效应以及温度效应进行了研究.对不同剂量率、不同温度辐照后MOS器件的阈值电压漂移进行了比较.结果表明,低剂量率辐照下,感生界面态要受到辐照时间的长短以及生成的氢离子数目的影响,辐照时间越长,生成的氢离子越多,感生界面态密度越大;温度对界面态的影响与界面态建立的时间有关,低温辐照时,界面态建立的时间要加长 关键词： 辐照效应 阈值电压漂移 低剂量率 低温 界面态     

γ射线及质子辐照导致CCD光谱响应退化的机制

光谱响应是表征CCD性能的重要参数。为了研究辐射环境对CCD光谱响应产生影响的规律及物理机制,开展了不同粒子辐照实验,对CCD光谱响应曲线的退化形式及典型波长下CCD光响应的退化情况进行了分析。辐射效应对CCD光谱响应的影响可以分为电离总剂量效应和位移效应导致的退化,本文从这两种辐射效应出发,采用⁶⁰Co-γ射线及质子两种辐照条件,研究了CCD光谱响应的退化规律。针对460 nm（蓝光）和700 nm（红光）等典型CCD光响应波长,从辐射效应导致的损伤缺陷方面分析了CCD光谱响应退化的物理机制。研究发现,在⁶⁰Co-γ射线辐照时CCD光谱响应曲线变化是由于暗信号增加导致的,而质子辐照导致CCD对700 nm波长的光响应退化明显大于460 nm波长的光响应,且10 MeV质子导致的损伤比3 MeV质子更明显,表明位移损伤缺陷易导致CCD光谱响应退化。结果表明,电离总剂量效应主要导致CCD光谱响应整体变化,而位移效应则导致不同波长光的响应差异增大。     

超深亚微米互补金属氧化物半导体器件的剂量率效应

对0.18 μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺的N型金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOSFET)及静态随机存储器(SRAM)开展了不同剂量率下的电离总剂量辐照试验研究. 结果表明: 在相同累积剂量, SRAM的低剂量率辐照损伤要略大于高剂量率辐照的损伤, 并且低剂量率辐照损伤要远大于高剂量率辐照加与低剂量率辐照时间相同的室温退火后的损伤. 虽然NMOSFET 低剂量率辐照损伤略小于高剂量率辐照损伤, 但室温退火后, 高剂量率辐照损伤同样要远小于低剂量率辐照损伤. 研究结果表明0.18 μm CMOS工艺器件的辐射损伤不是时间相关效应. 利用数值模拟的方法提出了解释CMOS器件剂量率效应的理论模型.     

双极线性稳压器电离辐射剂量率效应及其损伤分析

为了对双极线性稳压器在电离辐射环境下损伤变化特征及其剂量率效应进行研究,选择一组器件进行⁶⁰Co γ高低剂量率的辐照和退火试验. 结果表明线性稳压器的输出电压、最大负载电流、线性调整率、压降电压等多个关键参数都有不同程度的蜕变. 且各器件在高低剂量率下的辐照响应略有不同,表现出不同的剂量率效应. 文中通过多种形式的测试结果分析,系统地讨论了各参数变化的原因及其内部各模块对稳压器功能的影响. 结合电离损伤退火特性,探讨了各剂量率效应形成的原因. 这不但对工程应用考核提供了参考,而且为设 关键词： 双极线性稳压器 总剂量效应 剂量率效应 辐射损伤     

互补金属氧化物半导体器件空间低剂量率辐射效应预估模型研究

给出了一种新的预估互补金属氧化物半导体器件(CMOS器件)空间低剂量率辐射效应模型,相对线性响应预估模型,该模型在预估CMOS器件低剂量率辐射效应方面更接近实际试验结果,且不同剂量率辐射试验结果证实了所建模型的正确性.最后利用新建模型对处于空间低剂量率环境下CMOS器件的敏感参数进行了预估.