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反应环境及破坏效应

发布时间:2012/4/20 19:35:41 访问次数:728

    对于核爆炸及核反应堆环境,辐射MP1410主要来自7射线、中子流及电磁脉冲。主要问题是中子和活性材料的衰变产物引起的位移破坏以及电离破坏,核辐射可通过介质和半导体材料的原子或分子结构的改变而引起永久性破坏。高能辐射还可引起离子化效应,使介质材料的绝缘水平下降。
    核辐射效应的排除一般包括把材料和部件设计加工成有较高抗辐射水平和结合屏蔽与加固的方法。

   抗辐射的加固设计技术
   由于辐照效应使构成电子元器件的金属及合金的微观结构改变,从而对电子元器件的精度、电性能的稳定性及可靠性产生很大影响,特别是对有源器件的影响更大。为了提高用于航天环境和核环境下的电子元器件耐质子、中子、电子和7射线的辐射能力,减少发生结构损伤,或因在其局部造成电荷堆积而引起产品失效(如数字电路的软失效),在电子元器件内部结构设计中一般采用以下措施:
    ①采用抗辐射材料,目的是减少辐照下微损伤。
    ②减少易产生或积存电荷的结构。例如在MOS硅器件中减薄栅介质层的厚度、在外部结构方面主要是采用阻挡辐照粒子的结构设计。例如加大封装厚度、选择强阻挡能力的封装材料。
    ③对双极型器件及电路主要采取减薄器件基区宽度及发射条条宽等措施。
    ④对VLSIC采用SOI、SOS等技术可控制单粒子闩锁、翻转和损伤。
    不同的电子元器件类别的具体抗辐射加固设计技术不同。如双极型器件抗辐射加固的措施是:
    ①减薄基区宽度。
    ②扼制基区陷落效应。
    ③少子预减寿设计。
    ④抗辐射多层金属化设计。
    ⑤基区电场屏蔽技术设计。
    ⑥提高Ep/Ac设计。
    ⑦外延材料优化设计。
    ⑧表面钝化设计。
    ⑨预筛选谩计。
    ⑩辐照环境器件参数测试技术等。
    MOS集成电路的辐射效应主要是阈值电压漂移和闭锁效应,其抗总剂量辐射的措施为:
    ①尽量减少栅介质的厚度。
    ②采用Sioz -S14 N4复合栅介质。
    ③注F栅介质抑制辐射损伤。
    ④采用特殊的栅氧化技术。
    ⑤消除栅介质的Na+沾污。

    对于核爆炸及核反应堆环境,辐射MP1410主要来自7射线、中子流及电磁脉冲。主要问题是中子和活性材料的衰变产物引起的位移破坏以及电离破坏,核辐射可通过介质和半导体材料的原子或分子结构的改变而引起永久性破坏。高能辐射还可引起离子化效应,使介质材料的绝缘水平下降。
    核辐射效应的排除一般包括把材料和部件设计加工成有较高抗辐射水平和结合屏蔽与加固的方法。

   抗辐射的加固设计技术
   由于辐照效应使构成电子元器件的金属及合金的微观结构改变,从而对电子元器件的精度、电性能的稳定性及可靠性产生很大影响,特别是对有源器件的影响更大。为了提高用于航天环境和核环境下的电子元器件耐质子、中子、电子和7射线的辐射能力,减少发生结构损伤,或因在其局部造成电荷堆积而引起产品失效(如数字电路的软失效),在电子元器件内部结构设计中一般采用以下措施:
    ①采用抗辐射材料,目的是减少辐照下微损伤。
    ②减少易产生或积存电荷的结构。例如在MOS硅器件中减薄栅介质层的厚度、在外部结构方面主要是采用阻挡辐照粒子的结构设计。例如加大封装厚度、选择强阻挡能力的封装材料。
    ③对双极型器件及电路主要采取减薄器件基区宽度及发射条条宽等措施。
    ④对VLSIC采用SOI、SOS等技术可控制单粒子闩锁、翻转和损伤。
    不同的电子元器件类别的具体抗辐射加固设计技术不同。如双极型器件抗辐射加固的措施是:
    ①减薄基区宽度。
    ②扼制基区陷落效应。
    ③少子预减寿设计。
    ④抗辐射多层金属化设计。
    ⑤基区电场屏蔽技术设计。
    ⑥提高Ep/Ac设计。
    ⑦外延材料优化设计。
    ⑧表面钝化设计。
    ⑨预筛选谩计。
    ⑩辐照环境器件参数测试技术等。
    MOS集成电路的辐射效应主要是阈值电压漂移和闭锁效应,其抗总剂量辐射的措施为:
    ①尽量减少栅介质的厚度。
    ②采用Sioz -S14 N4复合栅介质。
    ③注F栅介质抑制辐射损伤。
    ④采用特殊的栅氧化技术。
    ⑤消除栅介质的Na+沾污。

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4-22SCR ESD器件
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