质子与金属布线层核反应对微纳级静态随机存储器单粒子效应的影响分析

金属布线层对微纳级静态随机存储器(static random access memory,SRAM)质子单粒子效应敏感性的影响值得关注.利用Geant4针对不同能量(30 MeV,100 MeV,200 MeV和500 MeV)的质子与微纳级SRAM器件的核反应过程开展计算,研究了核反应次级粒子的种类、线性能量传输值(linear energy transfer,LET)及射程情况,尤其对高LET值的核反应次级粒子及其射程开展了详细分析.研究表明,金属布线层的存在和质子能量的增大为原子序数大于或等于30的重核次级粒子的产生创造了条件,器件体硅区中原子序数大于60的重核离子来源于质子与钨材料的核反应,核反应过程中的特殊作用机理会生成原子序数在30至50之间的次级粒子,且质子能量的增大有助于这种作用机理的发生,原子序数在30至50之间的次级粒子在器件体硅区的LET值最大约为37 MeV·cm^2/mg,相应射程可达到几微米,对于阱深在微米量级的微纳级SRAM器件而言,有引发单粒子闩锁的可能.研究结果为空间辐射环境中宇航器件的质子单粒子效应研究提供理论支撑.

微纳级双极晶体管的热耗散研究

对于双极性晶体管,由于自身存在的自加热现象,严重地影响着器件的特性。基于热电流方程、泊松方程及电流密度方程,在二维器件仿真环境下,进行了微纳级小尺寸npn双极性晶体管热现象的器件物理特性分析。重点研究了器件的集电极电流IC与晶格温度T的因变关系。研究结果显示,随着IC的增加,器件的晶格温度逐渐升高,VCE保持在3.0V、VBE达到最大值0.735V时,随器件晶格温度的升高VBE将减小。最后,笔者给出了描述晶体管温变关系的三维曲线。

基于光谱共焦的电路板微型元器件三维高精度检测

针对传统检测方法不能满足电路板微型元件三维检测的微纳级精度需求,提出基于光谱共焦传感器的电路板元件三维检测方法。先通过光谱共焦传感器扫描电路板采集点云数据,对点云数据滤波后利用欧氏聚类法作分割,再采用基于自适应高斯权重的空间点云平面拟合方法,对分割后的点云数据边缘和内部区域分配不同的权值,减小边缘噪声点对拟合精度的影响,最后通过拟合点云数据计算电路板元件三维尺寸信息。对大量电路板微型元件进行三维检测,最大误差为7.95μm,最小误差为1.46μm,满足电路板元件高精度检测要求,具有较强的实际应用价值。

高组分纳米碳酸钙填充改性聚丙烯的研究

采用双螺杆挤出机制备了高组分纳米碳酸钙(nano-Ca CO3)填充聚丙烯(PP)复合材料。研究了不同nano-Ca CO3用量对复合材料力学性能、收缩率、密度及比强度的影响。通过差示扫描量热仪(DSC)分析了复合材料的热行为,且利用扫描电镜(SEM)观察了材料冲击断面的微观形貌。研究表明,高填充份数的nano-Ca CO3对复合材料的拉伸强度略有负面影响,而对冲击强度和弯曲模量均有明显的帮助。还可明显地降低PP的收缩率,提高比弯曲模量。另外,高填充份数复合材料的密度低于理论值。DSC结果表明,PP由单纯的α晶型向α和β晶型共同存在转变。SEM分析表明,绝大部分nano-Ca CO3是以纳米级分散于PP中;复合材料内部还存在少量微米级和大量纳米级气泡,这些气泡对材料的韧性、比强度以及收缩率都有积极的影响。总体说来,高份数nano-Ca CO3填充PP有研究和生产的价值。