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直流输电用特高压晶闸管大气中子失效率评估和损伤机理 被引量:1
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作者 彭超 周杨 +5 位作者 陈中圆 雷志锋 马腾 张战刚 张鸿 何玉娟 《原子能科学技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期248-256,共9页
本文基于散裂中子源开展了直流输电用8.5 kV/5 kA晶闸管的加速辐照试验。试验证实了大气中子导致的晶闸管单粒子烧毁失效现象,同时基于加速辐照试验结果计算了大气中子导致的晶闸管失效率。晶闸管的反向偏置电压和结温是影响晶闸管器件... 本文基于散裂中子源开展了直流输电用8.5 kV/5 kA晶闸管的加速辐照试验。试验证实了大气中子导致的晶闸管单粒子烧毁失效现象,同时基于加速辐照试验结果计算了大气中子导致的晶闸管失效率。晶闸管的反向偏置电压和结温是影响晶闸管器件失效的关键因素。大气中子失效率随着反向偏置电压的增加呈指数增加。此外,失效率随温度的降低而增加。对应器件偏置在50%额定电压下的情况,5℃时的失效率较25℃时增加了近6倍。基于TCAD仿真进一步验证了辐照导致晶闸管失效的机理。仿真表明,单粒子烧毁失效与辐射粒子入射诱发的雪崩击穿效应直接相关。雪崩击穿效应与晶闸管反向偏置电压正相关,而与结温负相关,这与大气中子失效率随电压和结温的变化关系一致。 展开更多
关键词 晶闸管 单粒子效应 大气中子 失效率
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基于青藏高原的14 nm FinFET和28 nm平面CMOS工艺SRAM单粒子效应实时测量试验
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作者 张战刚 杨少华 +3 位作者 林倩 雷志锋 彭超 何玉娟 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第14期161-171,共11页
本文基于海拔为4300 m的拉萨羊八井国际宇宙射线观测站,开展了14 nm FinFET和28 nm平面互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)工艺静态随机存取存储器(static randomaccess memory,SRAM)阵列的大气辐射... 本文基于海拔为4300 m的拉萨羊八井国际宇宙射线观测站,开展了14 nm FinFET和28 nm平面互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)工艺静态随机存取存储器(static randomaccess memory,SRAM)阵列的大气辐射长期实时测量试验.试验持续时间为6651 h,共观测到单粒子翻转(single event upset,SEU)事件56个,其中单位翻转(single bit upset,SBU)24个,多单元翻转(multiple cell upset,MCU)32个.结合之前开展的65 nm工艺SRAM结果,研究发现,随着工艺尺寸的减小,器件的整体软错误率(soft error rate,SER)持续降低.但是,相比于65和14 nm工艺器件,28 nm工艺器件的MCU SER最大,其MCU占比(57%)超过SBU,MCU最大位数为16位.虽然14 nm FinFET器件的Fin间距仅有35 nm左右,且临界电荷降至亚fC,但FinFET结构的引入导致灵敏区电荷收集和共享机制发生变化,浅沟道隔离致使电荷扩散通道“狭窄化”,另一方面灵敏区表面积减小至0.0024μm^(2),从而导致14 nm工艺器件SBU和MCU的软错误率均明显下降. 展开更多
关键词 FINFET 中子 单粒子翻转 软错误
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大气中子及α粒子对芯片软错误的贡献趋势 被引量:1
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作者 余淇睿 张战刚 +3 位作者 李斌 吴朝晖 雷志锋 彭超 《电子与封装》 2023年第8期70-76,共7页
在先进工艺集成电路中,高能中子、热中子和α粒子造成的软错误愈发受到关注。研究了150nm至16nmFinFET工艺节点器件在大气环境中的单粒子效应。随着工艺节点的缩小,高能中子引起的单粒子翻转截面和软错误率整体上均呈下降趋势。高能中... 在先进工艺集成电路中,高能中子、热中子和α粒子造成的软错误愈发受到关注。研究了150nm至16nmFinFET工艺节点器件在大气环境中的单粒子效应。随着工艺节点的缩小,高能中子引起的单粒子翻转截面和软错误率整体上均呈下降趋势。高能中子引起的软错误率在各个节点中均占据主导地位。热中子在45nm工艺节点下对软错误率有明显贡献,由其与W塞中所包含的10B核反应引起。α粒子在先进器件中的贡献整体出现下降趋势,在40nm工艺节点下出现极小值。此外,16nm工艺节点下FinFET结构的引入使集成电路的软错误率下降了一个数量级。 展开更多
关键词 单粒子效应 中子 热中子 Α粒子 FINFET
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国内典型地区地面大气中子能谱测量与仿真
4
作者 彭超 雷志锋 +3 位作者 张战刚 杨少华 来萍 路国光 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期153-158,共6页
基于多球能谱仪开展了广州、兰州和拉萨等地区的大气中子能谱和通量测量,获取了大气中子能谱的典型特征。测量结果表明:不同地区的大气中子通量受海拔高度的影响明显,地面大气中子通量随着海拔的增加而增加。此外,基于蒙特卡罗仿真工具... 基于多球能谱仪开展了广州、兰州和拉萨等地区的大气中子能谱和通量测量,获取了大气中子能谱的典型特征。测量结果表明:不同地区的大气中子通量受海拔高度的影响明显,地面大气中子通量随着海拔的增加而增加。此外,基于蒙特卡罗仿真工具也可以模拟初级宇宙射线粒子在地球大气层中的核反应过程,从而计算获取大气中子能谱。大气中子能谱测量数据与仿真数据吻合良好。 展开更多
关键词 大气中子 单粒子效应 地面辐射环境 能谱测量
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中子辐射导致的SiC功率器件漏电增加特性研究
5
作者 彭超 雷志锋 +4 位作者 张战刚 何玉娟 马腾 蔡宗棋 陈义强 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第18期329-337,共9页
基于14 MeV中子辐照研究了碳化硅(silicon carbide,SiC)肖特基势垒二极管(Schottky barrier diode,SBD)和金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)器件的位移损伤退化特性.结果表明:... 基于14 MeV中子辐照研究了碳化硅(silicon carbide,SiC)肖特基势垒二极管(Schottky barrier diode,SBD)和金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)器件的位移损伤退化特性.结果表明:总注量为1.18×10^(11)cm^(-2)的中子辐照不会引起SBD正向I-V特性的明显退化,但会导致反向漏电流出现显著增大.通过深能级瞬态谱测试发现中子辐照在SiC中引入的缺陷簇形成了能级位置E_(C)—1.034 eV处的缺陷.该深能级缺陷可能导致SiC漂移层费米能级向禁带中央移动,引起了肖特基势垒的降低,最终导致反向漏电流的增大.此外,中子辐照也会导致SiC MOSFET栅漏电增大.对应栅电压V_(gs)=15 V时,辐照后器件栅电流比辐照前增大了近3.3倍.中子辐照在氧化层中引入的施主型缺陷导致辐照前后MOSFET器件的栅氧导电机制发生了变化.缺陷对载流子越过栅氧化层势垒有辅助作用,从而导致栅漏电的增加.深能级瞬态谱测试结果表明中子辐照还会导致MOSFET器件沟道附近SiC材料中本征缺陷状态的改变,同时形成了新的Si空位缺陷能级,但这些缺陷不是导致器件性能退化的主要原因. 展开更多
关键词 碳化硅功率器件 中子辐照 位移损伤 深能级瞬态谱
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位移损伤效应对AlGaN/GaN HEMT器件的影响
6
作者 陈柏炜 孙常皓 +7 位作者 马腾 宋宏甲 王金斌 彭超 张战刚 雷志锋 梁朝辉 钟向丽 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2274-2280,共7页
对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)分别进行3 MeV质子辐照和14 MeV中子辐照实验。3 MeV质子辐照下累积注量达到1×10^(15) cm^(-2)或14 MeV中子辐照下累积注量达到2×10^(13)cm^(-2)时,AlGaN/GaN HEMTs饱和漏电流下降,阈值... 对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)分别进行3 MeV质子辐照和14 MeV中子辐照实验。3 MeV质子辐照下累积注量达到1×10^(15) cm^(-2)或14 MeV中子辐照下累积注量达到2×10^(13)cm^(-2)时,AlGaN/GaN HEMTs饱和漏电流下降,阈值电压正向漂移,峰值跨导降低。分别对3 MeV质子辐照和14 MeV中子辐照后的AlGaN/GaN HEMTs进行深能级瞬态谱(DLTS)测试。3 MeV质子辐照后缺陷浓度下降降低了反向栅极漏电流,而14 MeV中子辐照会导致缺陷浓度增加,使得反向栅极漏电流增加。根据质子和中子辐照后的缺陷能级均为(0.850±0.020)eV,推断缺陷类型均为氮间隙缺陷,质子辐照和中子辐照后氮间隙缺陷的位移导致的位移损伤效应是AlGaN/GaN HEMT器件电学性能退化的主要原因。 展开更多
关键词 AlGaN/GaN HEMT 质子辐照 中子辐照 位移损伤
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高功率半导体激光器的可靠性与寿命评价 被引量:10
7
作者 雷志锋 杨少华 黄云 《应用光学》 CAS CSCD 2008年第1期90-95,共6页
介绍了高功率半导体激光器的结构特点、失效机理和热产生机制等方面的内容。就寿命评价方面展开讨论,详细分析了高功率半导体激光器寿命评价的难点、现有方法以及国内外发展状况,最后就寿命评价系统及寿命试验提出了一些建议。高功率半... 介绍了高功率半导体激光器的结构特点、失效机理和热产生机制等方面的内容。就寿命评价方面展开讨论,详细分析了高功率半导体激光器寿命评价的难点、现有方法以及国内外发展状况,最后就寿命评价系统及寿命试验提出了一些建议。高功率半导体激光器在工业加工、国防航天等领域的巨大应用前景推动其可靠性与寿命的发展,而其可靠性的提高和寿命的延长会大大拓宽其应用领域。 展开更多
关键词 激光技术 半导体激光器 可靠性评价 寿命评价
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激光二极管的筛选和寿命评价 被引量:5
8
作者 雷志锋 《环境技术》 2008年第3期37-40,共4页
可靠性不仅是生产者也是使用者最为关心的事情。本文分析阐述了激光二极管的失效机理,介绍了几种用于激光二极管筛选的方法,并阐述它们各自的优缺点;还对激光二极管的寿命评价作了讨论分析。
关键词 激光二极管 可靠性 寿命
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14 nm FinFET和65 nm平面工艺静态随机存取存储器中子单粒子翻转对比 被引量:9
9
作者 张战刚 雷志锋 +8 位作者 童腾 李晓辉 王松林 梁天骄 习凯 彭超 何玉娟 黄云 恩云飞 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期133-140,共8页
使用中国散裂中子源提供的宽能谱中子束流,开展14 nm FinFET工艺和65 nm平面工艺静态随机存取存储器中子单粒子翻转对比研究,发现相比于65 nm器件,14 nm FinFET器件的大气中子单粒子翻转截面下降至约1/40,而多位翻转比例从2.2%增大至7.... 使用中国散裂中子源提供的宽能谱中子束流,开展14 nm FinFET工艺和65 nm平面工艺静态随机存取存储器中子单粒子翻转对比研究,发现相比于65 nm器件,14 nm FinFET器件的大气中子单粒子翻转截面下降至约1/40,而多位翻转比例从2.2%增大至7.6%,源于14 nm FinFET器件灵敏区尺寸(80 nm×30 nm×45 nm)、间距和临界电荷(0.05 fC)的减小.不同于65 nm器件对热中子免疫的现象,14 nm FinFET器件中M0附近10B元素的使用导致其表现出一定的热中子敏感性.进一步的中子输运仿真结果表明,高能中子在器件灵敏区中产生的大量的射程长、LET值大的高Z二次粒子是多位翻转的产生诱因,而单粒子翻转主要来自于p,He,Si等轻离子的贡献. 展开更多
关键词 FINFET 中子 单粒子翻转 核反应
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集成电路单粒子瞬态效应与测试方法 被引量:8
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作者 刘健波 刘远 +3 位作者 恩云飞 雷志锋 王晓晗 杨元政 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期135-140,共6页
随着器件尺寸的等比例缩小,单粒子瞬态效应对集成电路的影响愈发明显,其产生机理及作用更加复杂。从集成电路单粒子瞬态脉冲的产生机理及模型出发,讨论分析了模拟和数字集成电路的单粒子瞬态效应,介绍了单粒子瞬态脉冲宽度的测试方法与... 随着器件尺寸的等比例缩小,单粒子瞬态效应对集成电路的影响愈发明显,其产生机理及作用更加复杂。从集成电路单粒子瞬态脉冲的产生机理及模型出发,讨论分析了模拟和数字集成电路的单粒子瞬态效应,介绍了单粒子瞬态脉冲宽度的测试方法与测试结构。 展开更多
关键词 单粒子效应 单粒子瞬态效应 自测试结构
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纳米级静态随机存取存储器的α粒子软错误机理研究 被引量:4
11
作者 张战刚 叶兵 +8 位作者 姬庆刚 郭金龙 习凯 雷志锋 黄云 彭超 何玉娟 刘杰 杜广华 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第13期201-209,共9页
本文使用镅-241作为α粒子放射源,开展65和90 nm静态随机存取存储器软错误机理研究,结合反向分析、TRIM和CREME-MC蒙特卡罗仿真揭示α粒子在器件中的能量输运过程、沉积能量谱和截面特性.结果表明, 65 nm器件的软错误敏感性远高于90 nm... 本文使用镅-241作为α粒子放射源,开展65和90 nm静态随机存取存储器软错误机理研究,结合反向分析、TRIM和CREME-MC蒙特卡罗仿真揭示α粒子在器件中的能量输运过程、沉积能量谱和截面特性.结果表明, 65 nm器件的软错误敏感性远高于90 nm器件,未发现翻转极性.根据西藏羊八井地区4300 m海拔的实时测量软错误率、热中子敏感性和α粒子软错误率,演算得到65 nm静态随机存取存储器在北京海平面应用的总体软错误率为429 FIT/Mb,其中α粒子的贡献占比为70.63%.基于反向分析结果构建器件三维仿真模型,研究α粒子入射角度对单粒子翻转特性的影响,发现随着入射角度从0°增大至60°,灵敏区中粒子数峰值处对应的沉积能量值减小了40%,原因为衰变α粒子的能量较低,入射角度增大导致α粒子穿过空气层和多层金属布线的厚度增大1/cos(q)倍,引起粒子能量减小,有效LET值随之减小.随着入射角度从0°增大至60°,单粒子翻转截面增大了79%,原因为65 nm器件灵敏区中明显的单粒子翻转边缘效应. 展开更多
关键词 Α粒子 软错误 单粒子翻转 加速试验
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临近空间中子辐射环境分析及其引起的单粒子效应预计研究 被引量:4
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作者 张战刚 雷志锋 +3 位作者 师谦 岳龙 黄云 恩云飞 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期502-507,共6页
使用Space Radiation 7.0工具分析临近空间中子辐射环境,研究其与海拔高度、太阳活动和经纬度的关系及内在原因.在此基础上,提出了一种基于蒙特卡罗方法的大气中子实时错误率预计方法,并以航空电子系统关键集成电路FPGA为例,预计其单粒... 使用Space Radiation 7.0工具分析临近空间中子辐射环境,研究其与海拔高度、太阳活动和经纬度的关系及内在原因.在此基础上,提出了一种基于蒙特卡罗方法的大气中子实时错误率预计方法,并以航空电子系统关键集成电路FPGA为例,预计其单粒子翻转敏感模块包括配置存储器、块存储器和用户触发器,单粒子功能中断敏感模块包括上电复位电路、SelectMAP接口等的实时飞行错误率.结果表明,配置存储器中发生的单粒子翻转达到总单粒子翻转率的77%,而上电复位电路和SelectMAP接口中发生的单粒子功能中断各占总单粒子功能中断率的36%.根据RTCA DO-254对飞行系统失效等级的划分,该FPGA器件不可用于航空电子系统关键位置. 展开更多
关键词 临近空间 中子 单粒子效应 场可编程门电路
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基于高海拔地区的大气中子单粒子效应实时测量试验研究 被引量:3
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作者 张战刚 雷志锋 +10 位作者 黄云 恩云飞 张毅 童腾 李晓辉 师谦 彭超 何玉娟 肖庆中 李键坷 路国光 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期725-733,共9页
开展65 nm高速大容量静态随机存取存储器(SRAM)大气中子单粒子效应特性及试验评价技术研究,基于4 300 m高海拔地区大面积器件阵列实时测量试验,突破效应甄别、智能远程测控等关键技术,在153 d的试验时间内共观测到错误43次,其中器件内... 开展65 nm高速大容量静态随机存取存储器(SRAM)大气中子单粒子效应特性及试验评价技术研究,基于4 300 m高海拔地区大面积器件阵列实时测量试验,突破效应甄别、智能远程测控等关键技术,在153 d的试验时间内共观测到错误43次,其中器件内单粒子翻转39次,多单元翻转(MCU)在单粒子翻转中占比23%,最大的MCU为9位。对高能中子、热中子和封装α粒子的贡献比例进行了分析,并基于多地中子通量数据,推演得到北京地面和10 km高空应用时的单位翻转(SBU)和MCU失效率(FIT)。发现地面处软错误的主要诱因为封装α粒子,随着海拔的增高,大气中子对软错误的贡献比例明显增大;MCU全部由高能中子引起,北京10 km高空处的MCU FIT值明显增大,其占比由地面的8%增大至26%。结合器件版图布局,对MCU产生机理进行了深入分析。最后,提出一种目标导向的存储器软错误加固策略优化方法。 展开更多
关键词 大气中子 单粒子效应 高海拔 软错误率
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典型卫星轨道辐射环境及在轨软错误率预计模型分析 被引量:5
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作者 张战刚 雷志锋 恩云飞 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期207-213,共7页
使用最新版本的Space Radiation 7.0软件对典型卫星轨道(包括地球同步轨道、中地轨道和低地轨道)的空间辐射环境进行提取和计算,分析不同空间天气和屏蔽条件下的轨道离子通量-能量谱和通量-线性能量沉积(LET)谱特点。以一款SOI SRAM为例... 使用最新版本的Space Radiation 7.0软件对典型卫星轨道(包括地球同步轨道、中地轨道和低地轨道)的空间辐射环境进行提取和计算,分析不同空间天气和屏蔽条件下的轨道离子通量-能量谱和通量-线性能量沉积(LET)谱特点。以一款SOI SRAM为例,结合地面加速器重离子试验获得的单粒子翻转截面-LET值关系曲线,预计该器件的在轨软错误率(SER),并分析关键参数对预计结果的影响规律和内在机理。结果表明,使用Space Radiation软件的四种输入模式获得的预计结果可相差5倍左右;灵敏区厚度的增大导致在轨SER降低数个数量级,原因为灵敏区厚度的设置与灵敏区平均投影面积和符合条件的空间离子通量的大小直接相关;漏斗长度的大小对预计结果有一定的影响。最后,对SER预计模型的适用性和发展趋势进行了讨论。 展开更多
关键词 空间辐射环境 软错误率 单粒子效应
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空间高能离子在纳米级SOISRAM中引起的单粒子翻转特性及物理机理研究 被引量:1
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作者 张战刚 雷志锋 +6 位作者 岳龙 刘远 何玉娟 彭超 师谦 黄云 恩云飞 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第24期161-169,共9页
基于蒙特卡罗方法研究空间高能离子在65—32 nm绝缘体上硅静态随机存取存储器(SOI SRAM)中产生的灵敏区沉积能量谱、单粒子翻转截面和空间错误率特性及内在的物理机理.结果表明:单核能为200 MeV/n的空间离子在60—40 nm厚的灵敏区中产... 基于蒙特卡罗方法研究空间高能离子在65—32 nm绝缘体上硅静态随机存取存储器(SOI SRAM)中产生的灵敏区沉积能量谱、单粒子翻转截面和空间错误率特性及内在的物理机理.结果表明:单核能为200 MeV/n的空间离子在60—40 nm厚的灵敏区中产生的能损歧离导致纳米级SOI SRAM在亚线性能量转移阈值区域出现单粒子翻转;宽的二次电子分布导致灵敏区仅能部分收集单个高能离子径迹中的电子-空穴对,致使灵敏区最大和平均沉积能量各下降25%和33.3%,进而引起单粒子翻转概率降低,以及在轨错误率下降约80%.发现俘获带质子直接电离作用导致65 nm SOI SRAM的在轨错误率增大一到两个数量级. 展开更多
关键词 绝缘体上硅 单粒子翻转 二次电子 能损歧离
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扩展RBAC模型的研究与应用 被引量:1
16
作者 雷志锋 唐虹 《机电一体化》 2009年第10期50-52,共3页
在标准RBAC模型的基础上,引入用户权限微调机制和系统管理员角色对其进行扩展。用户权限微调机制的引入可以有效地降低角色设置的复杂度;系统管理员角色的引入可以实现和增强模型的自我管理,便于实现全局统一的安全策略。最后在实例系... 在标准RBAC模型的基础上,引入用户权限微调机制和系统管理员角色对其进行扩展。用户权限微调机制的引入可以有效地降低角色设置的复杂度;系统管理员角色的引入可以实现和增强模型的自我管理,便于实现全局统一的安全策略。最后在实例系统中实现了扩展的模型。 展开更多
关键词 RBAC 用户权限微调 系统管理员 角色层次
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Experiment and simulation on degradation and burnout mechanisms of SiC MOSFET under heavy ion irradiation 被引量:2
17
作者 张鸿 郭红霞 +9 位作者 雷志锋 彭超 张战刚 陈资文 孙常皓 何玉娟 张凤祁 潘霄宇 钟向丽 欧阳晓平 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第2期525-534,共10页
Experiments and simulation studies on 283 MeV I ion induced single event effects of silicon carbide(SiC) metal–oxide–semiconductor field-effect transistors(MOSFETs) were carried out. When the cumulative irradiation ... Experiments and simulation studies on 283 MeV I ion induced single event effects of silicon carbide(SiC) metal–oxide–semiconductor field-effect transistors(MOSFETs) were carried out. When the cumulative irradiation fluence of the SiC MOSFET reached 5×10^(6)ion·cm^(-2), the drain–gate channel current increased under 200 V drain voltage, the drain–gate channel current and the drain–source channel current increased under 350 V drain voltage. The device occurred single event burnout under 800 V drain voltage, resulting in a complete loss of breakdown voltage. Combined with emission microscope, scanning electron microscope and focused ion beam analysis, the device with increased drain–gate channel current and drain–source channel current was found to have drain–gate channel current leakage point and local source metal melt, and the device with single event burnout was found to have local melting of its gate, source, epitaxial layer and substrate. Combining with Monte Carlo simulation and TCAD electrothermal simulation, it was found that the initial area of single event burnout might occur at the source–gate corner or the substrate–epitaxial interface, electric field and current density both affected the lattice temperature peak. The excessive lattice temperature during the irradiation process appeared at the local source contact, which led to the drain–source channel damage. And the excessive electric field appeared in the gate oxide layer, resulting in drain–gate channel damage. 展开更多
关键词 heavy ion silicon carbide metal–oxide–semiconductor field-effect transistors(SiC MOSFET) drain–gate channel drain–source channel single event burnout TCAD simulation
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AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管器件电离辐照损伤机理及偏置相关性研究 被引量:5
18
作者 董世剑 郭红霞 +8 位作者 马武英 吕玲 潘霄宇 雷志锋 岳少忠 郝蕊静 琚安安 钟向丽 欧阳晓平 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期288-296,共9页
本文利用 60Co γ射线,针对 AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(high-electron mobility transistors,HEMT)器件,开展了在不同偏置下器件电离辐照总剂量效应实验研究.采用1/f噪声结合直流电学特性参数对实验结果进行测量分析,分析结果表明,... 本文利用 60Co γ射线,针对 AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(high-electron mobility transistors,HEMT)器件,开展了在不同偏置下器件电离辐照总剂量效应实验研究.采用1/f噪声结合直流电学特性参数对实验结果进行测量分析,分析结果表明,受到辐照诱生氧化物缺陷电荷与界面态的影响,当辐照总剂量达到1 Mrad(Si)时,零偏条件下AlGaN/GaN HEMT器件的电学参数退化得最大,其中,饱和漏电流减小36.28%,最高跨导降低52.94%;基于McWhorter模型提取了AlGaN/GaN HEMT器件辐照前后的缺陷密度,零偏条件下辐照前后缺陷密度变化最大,分别为4.080 × 1017和6.621 × 1017 cm–3·eV–1.其损伤机理是在氧化物层内诱生缺陷电荷和界面态,使AlGaN/GaN HEMT器件的平带电压噪声功率谱密度增加. 展开更多
关键词 ALGAN/GAN 高电子迁移率晶体管 总剂量 1/f低频噪声
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超大规模FPGA的单粒子效应脉冲激光测试方法 被引量:4
19
作者 刘宇翔 张战刚 +3 位作者 杨凯歌 雷志锋 黄云 恩云飞 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期548-554,共7页
建立了一种28nm HPL硅工艺超大规模SRAM型FPGA的单粒子效应测试方法。采用静态测试与动态测试相结合的方式,通过ps级脉冲激光模拟辐照实验,对超大规模FPGA进行单粒子效应测试。对实验所用FPGA的各敏感单元(包括块随机读取存储器、可配... 建立了一种28nm HPL硅工艺超大规模SRAM型FPGA的单粒子效应测试方法。采用静态测试与动态测试相结合的方式,通过ps级脉冲激光模拟辐照实验,对超大规模FPGA进行单粒子效应测试。对实验所用FPGA的各敏感单元(包括块随机读取存储器、可配置逻辑单元、可配置存储器)的单粒子闩锁效应和单粒子翻转极性进行了研究。实验结果证明了测试方法的有效性,揭示了多种单粒子闩锁效应的电流变化模式,得出了各单元的单粒子效应敏感性区别。针对块随机读取存储器、可配置逻辑单元中单粒子效应翻转极性的差异问题,从电路结构方面进行了机理分析。 展开更多
关键词 FPGA 单粒子效应 脉冲激光 辐照测试 单粒子翻转极性
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AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管器件中子位移损伤效应及机理 被引量:4
20
作者 郝蕊静 郭红霞 +6 位作者 潘霄宇 吕玲 雷志锋 李波 钟向丽 欧阳晓平 董世剑 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第20期302-309,共8页
针对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管器件和异质结构在西安脉冲反应堆上开展了中子位移损伤效应研究,等效1 MeV中子注量为1×1014 n/cm^2.测量了器件在中子辐照前后的直流特性和1/f噪声特性,并对测试结果进行理论分析,结果表明:中子辐... 针对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管器件和异质结构在西安脉冲反应堆上开展了中子位移损伤效应研究,等效1 MeV中子注量为1×1014 n/cm^2.测量了器件在中子辐照前后的直流特性和1/f噪声特性,并对测试结果进行理论分析,结果表明:中子辐照在器件内引入体缺陷,沟道处的体缺陷通过俘获电子和散射电子,造成器件电学性能退化,主要表现为阈值电压正漂、输出饱和漏电流减小以及栅极泄漏电流增大.经过低频噪声的测试计算得到,中子辐照前后,器件沟道处的缺陷密度由1.78×1012 cm^-3·eV^-1增大到了1.66×10^14 cm^-3·eV^-1.采用C-V测试手段对肖特基异质结进行测试分析,发现沟道载流子浓度在辐照后有明显降低,且平带电压也正向漂移.分析认为中子辐照器件后,在沟道处产生了大量缺陷,这些缺陷会影响沟道载流子的浓度和迁移率,进而影响器件的电学性能. 展开更多
关键词 ALGAN/GAN 中子辐照 位移损伤 1/f噪声
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