不同偏置下铁电存储器总剂量辐射损伤效应

对两款商用铁电存储器进行了钴源辐射试验,研究了不同偏置条件下铁电存储器的总剂量效应。使用了超大规模集成电路测试系统测试了铁电存储器的直流、交流、功能参数,分析了辐射敏感参数在辐射过程中的变化规律,研究了器件功能失效和参数退化的原因。研究表明,将铁电存储器置于不同的偏置条件下,铁电存储器的功能失效阈值不同,原因可能是偏置不同造成了辐射损伤的短板电路模块不同。

不同偏置条件下InP DHBT电离总剂量效应与退火效应

对InP DHBT进行了钴源辐射试验,研究了InP DHBT在不同偏置条件下的电离总剂量效应。使用Keysight B1500半导体参数分析仪,测试了InP DHBT的Gummel和输出I-V参数,分析了辐射敏感参数在辐射过程中的变化规律,研究了器件功能失效和参数退化的原因。研究表明:将InP DHBT置于不同的偏置条件下,产生数量不同的氧化物陷阱电荷和界面态陷阱电荷,导致器件的功能失效阈值也不同。

基于4晶体管像素结构的互补金属氧化物半导体图像传感器总剂量辐射效应研究

对基于4晶体管像素结构互补金属氧化物半导体图像传感器的电离总剂量效应进行了研究,着重分析了器件的满阱容量和暗电流随总剂量退化的物理机理.实验的总剂量为200 krad(Si),测试点分别为30 krad(Si),100 krad(Si),150 krad(Si)和200 krad(Si),剂量率为50 rad(Si)/s.实验结果发现随着辐照总剂量的增加,器件的满阱容量下降并且暗电流显著增加.其中辐照使得传输门沟道掺杂分布发生改变是满阱容量下降的主要原因,而暗电流退化则主要来自于浅槽隔离界面缺陷产生电流和传输门-光电二极管交叠区产生电流.实验还表明样品器件的转换增益在辐照前后未发生明显变化,并且与3晶体管像素结构不同,4晶体管像素结构的互补金属氧化物半导体图像传感器没有显著的总剂量辐照偏置效应.

CMOS有源像素传感器的中子辐照位移损伤效应

为研究空间高能粒子位移损伤效应引起的星用CMOS图像传感器性能退化,对国产CMOS有源像素传感器进行了中子辐照试验,当辐射注量达到预定注量点时,采用离线的测试方法,定量测试了器件的暗信号、暗信号非均匀性、饱和输出电压、像素单元输出电压等参数的变化规律。通过对CMOS图像传感器敏感参数退化规律及其与器件工艺、结构的相关性进行分析,并根据半导体器件辐射效应理论,深入研究了器件参数退化机理。试验结果表明,暗信号和暗信号非均匀性随着中子辐照注量的增大而显著增大,饱和输出电压基本保持不变。暗信号的退化是因为位移效应在体硅内引入大量体缺陷增加了耗尽区内热载流子产生率,暗信号非均匀性的退化主要来自于器件受中子辐照后在像素与像素之间产生了大量非均匀性的体缺陷能级。另外,还在样品芯片上引出了独立的像素单元测试管脚,测试了不同积分时间下像素单元输出信号。

温度对4管像素结构CMOS图像传感器性能参数的影响

为了对4管像素结构CMOS图像传感器的空间应用提供可靠性指导,对4管像素结构的CMOS图像传感器进行了-40~80℃的变温实验,着重分析了样品器件的转换增益、满阱容量、饱和输出和暗电流等参数随温度的变化规律。实验结果表明,随着温度的升高,样品器件的转换增益从0.026 54 DN/e下降到0.023 79 DN/e,饱和输出从4 030 DN下降到3 396 DN,并且暗电流从22.9 e·pixel-1·s-1增长到649 e·pixel-1·s-1。其中器件转换增益的减小应主要归因于载流子迁移率随温度升高而下降使得像素后端读出电路增益降低;饱和输出的降低则是因为转换增益的降低,因为转换增益随温度变化对饱和输出的影响要大于满阱容量随温度变化对饱和输出的影响。

半导体材料电子非电离能损的分析法计算

非电离能损(NIEL)可用于预测半导体器件在空间辐射环境中位移损伤引起的性能参数退化,计算模型选用经典NIEL模型,计算了能量范围为100 keV～200 MeV的电子入硅、锗、砷化镓材料的NIEL,及微分散射截面、林哈德因子和位移原子数量等信息。考虑到经典NIEL模型在入射电子能量较低的情况下得出的位移原子数量不够精确,所以用分子动力学(MD)方法加以改良,得出在低能区域更真实的位移原子数量,用于修正经典NIEL,并分析了MD模型下新的位移阈值能对计算结果的影响。

0.18μm MOS差分对管总剂量失配效应研究

为明确深亚微米MOS差分对管在电离辐射环境下晶体管失配表征方法及损伤机理,本文针对0.18μm NMOS、PMOS差分对管,进行了60 Coγ总剂量辐射效应研究。研究结果表明:与PMOS差分对管相比,NMOS差分对管对总剂量辐照更敏感,主要表现在:1)辐照引起NMOS差分对管转移特征曲线失配增加;2)NMOS差分对管阈值电压失配随辐照总剂量的增加而增大;3)栅极电流辐照后稍有增加,失配随栅极电压的增加而增大。而PMOS差分对管在整个辐照过程中,无论是曲线还是参数均未出现明显变化,且失配亦未随辐照总剂量的增加而增大。

CMOS图像传感器饱和输出电压的辐照效应及损伤机理研究

对一款国产CMOS图像传感器进行了不同射线粒子的辐照试验,研究了质子、中子和γ射线等粒子辐照对器件饱和输出电压的影响。试验结果表明,在γ射线和质子辐照下,器件的饱和输出电压显著退化,而在中子辐照下,饱和输出电压基本保持不变,表现出较好的抗中子能力。对γ射线和质子辐照下器件饱和输出电压的退化机理进行了分析,饱和输出电压的退化主要受电离总剂量效应影响:随着辐照累积剂量的增加,饱和输出电压逐渐减小且在退火中的变化趋势与CMOS图像传感器像素单元的饱和输出信号变化趋势一致。辐照导致饱和输出电压退化的主要原因是光敏二极管周围的LOCOS隔离氧化层内产生了大量的辐照感生电荷。

基于高能粒子入射产生亮线的CCD电荷转移效率计算方法

根据电荷转移效率的测试原理,基于宇宙射线高能粒子入射对CCD图像的影响,提出了一种基于高能粒子入射产生亮线的CCD电荷转移效率计算方法,对高能粒子入射产生的12条瞬时亮线进行了计算分析,获得了一致性较好的CCD电荷转移效率。该方法可实时评价电荷耦合器件的在轨性能,对预测CCD成像性能退化情况和使用寿命都具有重要意义。

不同注量率质子辐照对CCD参数退化的影响分析

对一款CCD进行了3 MeV质子辐照试验和退火试验,获得了2种注量率质子辐照下CCD参数的退化规律,分析了CCD产生缺陷与质子注量率之间的关系。研究表明:不同注量率质子辐照下,CCD中产生的位移损伤缺陷存在差异,但CCD的暗信号和电荷转移效率没有明显改变,且室温退火后,不同质子注量率辐照下,CCD受到的辐射损伤差异更小。研究结果可为揭示地面模拟实验中质子入射CCD产生缺陷的机制、影响因素及建立质子辐射效应损伤模型提供理论与试验方法的支撑。

3 MeV质子辐照条件下DC/DC位移损伤机理研究

针对DC/DC的质子位移效应,选取具有抗TID能力的DC/DC器件作为试验样品,在3 MeV质子辐照条件下获取了器件的失效位移损伤剂量。结果表明,DC/DC功能失效是PWM控制器输出异常导致的。通过等效^(60)Coγ辐照及退火试验,排除了TID效应的影响,确定器件功能失效是由位移损伤引起的。高温退火后器件功能恢复,并立即对该器件进行了测试。结果表明,输出电压、电压调整度、负载调整度、交叉调整度、纹波及负载跃变时的输出电压均大幅衰退。利用这些敏感参数,获取了位移损伤导致的电源性能衰退模式。根据位移损伤缺陷类型及退火温度,分析了DC/DC的退火规律,可为DC/DC质子辐射损伤模拟试验方法的建立及其空间应用提供依据。

CCD及CMOS图像传感器的质子位移损伤等效分析

对位移损伤敏感器件CCD及CMOS图像传感器进行了3,10,23MeV质子辐照试验,获得了电荷转移效率及暗电流退化程度分别随非电离能量损失(NIEL)变化的线性关系,验证了基于NIEL的位移损伤等效方法的可行性。为准确预测抗辐射加固工程中,器件屏蔽结构带来的能量崎离、次级粒子等非理想因素对器件参数退化的影响,利用Geant4计算了不同质子能量下的NIEL值。结果表明,随着质子能量降低,计算得到的NIEL值与解析法给出的理想NIEL值的差异增大。因此,对于结构复杂的器件,有必要建立器件结构模型,以便准确计算NIEL。

应用于辐照实验的通用CCD测试电路设计

电荷耦合器件(CCD)辐射效应测试系统需具备通用性。通常情况下需要为每一种CCD设计一款测试电路,无法满足通用性要求,通用性电路的难点在于不同CCD要求不同的驱动通道数、驱动时序、信号占空比及工作点。提出了一种适用于多种CCD的测试电路设计方法。以现场可编程门阵列(FPGA)负责时序发生、工作点调节及整个系统的控制,驱动模块采用工作点可调的模式,并结合电荷泵技术,仅需更改FPGA设计及给驱动模块提供不同的工作点电压,便可使以上驱动参数可调,实现测试电路的通用性。采用该方法进行测试还可以适应CCD辐照后工作点的变化。最后通过正确驱动TCD1209线阵CCD和4096×96型TDI-CCD,并对TDI-CCD总剂量辐照实验进行正确的参数测试,验证了通用测试电路设计方法的可行性。

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

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。

炼厂热水余热回收

某炼油厂2 470t/h余热回收装置,一方面采用热交换技术使95℃热水降至70℃后作为冷却介质送往各装置循环使用;另一方面,将进本装置的低压95℃热水直接加压后作为加热介质使用,有效利用余热。此种余热回收方法既减少了工业用水的用量和空冷器的数量,又节约了投资,实现了节能降耗。

一种高并发环境下交易日志连续输出的机制

本文提出了一种在高并发环境下交易日志连续输出的机制。该方法能够接受日志的并发无序提交,根据日志中交易的交易主键将日志进行逻辑划分,使得同一笔交易日志高度内聚,保证了日志的连续输出,大大提高了日志的可读性和友好性,减少甚至避免了日志分析中对日志的额外处理。

用邓小平理论统一思想 标本兼治反腐败

《中共中央关于在全党深入学习邓小平理论的通知》和江泽民同志在学习邓小平理论工作会议上的重要讲话从跨世纪发展的历史高度,从党和国家发展的全局高度,对深入学习邓小平理论提出了新的要求。它是新时期加强党风廉政建设,深入开展反腐败斗争的强大思想武器。我们要进一步认真学习领会、贯彻落实中央《通知》和江泽民同志的重要讲话精神,把反腐败斗争的认识统一到学习邓小平理论上来。

串口型铁电存储器总剂量辐射损伤效应和退火特性

对一款商用串口I2C型铁电存储器进行了60Coγ辐射和退火实验,研究了铁电存储器的总剂量效应和退火特性.使用了超大规模集成电路测试系统测试了铁电存储器的DC,AC,功能参数,分析了辐射敏感参数在辐射和退火过程中的变化规律.实验结果表明:总剂量辐射在器件内产生大量氧化物陷阱电荷,造成了铁电存储器外围控制电路MOS管阈值向负向漂移,氧化物陷阱电荷引入附加电场使铁电薄膜受肖特基发射或空间电荷限制电流的作用,产生辐射感生漏电流.由于浅能级亚稳态的氧化物陷阱电荷数量上多于深能级氧化物陷阱电荷,使得器件功能和辐射敏感参数在常温退火过程中快速恢复.

Flash存储器总剂量辐射损伤效应和退火特性

针对一款商用浮栅型Flash存储器进行60Coγ总剂量试验和退火试验,分析了器件失效的机理。使用超大规模集成电路测试系统测试了Flash的DC、AC、功能参数,利用Shmoo测试扩展了辐射敏感参数的范围和辐射损伤分析手段,分析了辐射敏感参数在辐射和退火过程中的变化规律。实验结果表明:强场下氧化物陷阱电荷和界面态陷阱电荷的加速积累使电荷泵电路的性能恶化造成器件的功能失效。由于氧化物陷阱电荷在数量上多于界面态陷阱电荷,使得器件功能和辐射敏感参数在退火过程中恢复。