半导体器件耐辐射设计与可靠性测试.docx

半导体器件耐辐射设计与可靠性测试

目录

内容概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1.1半导体器件应用现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.1.2辐射环境对器件的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.1.3耐辐射设计的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.2.1国外研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.2.2国内研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

1.3研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

1.3.1主要研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

1.3.2预期研究目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

辐射效应及机理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.1辐射类型与特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

2.1.1电离辐射类型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.1.2非电离辐射类型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.1.3辐射剂量与剂量率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.2半导体器件辐射损伤机理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

2.2.1器件物理结构损伤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

2.2.2电学参数退化机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

2.2.3关键效应分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

耐辐射半导体材料与器件结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.1耐辐射半导体材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.1.1重金属氧化物半导体材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

3.1.2氧化物半导体材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

3.1.3氮化物半导体材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

3.2耐辐射器件结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

3.2.1器件保护层设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

3.2.2电路保护电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

3.2.3减小辐射损伤设计策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

耐辐射器件制造工艺．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

4.1辐照工艺．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

4.1.1辐照剂量选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

4.1.2辐照设备与流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

4.1.3辐照工艺参数优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

4.2后处理工艺．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

4.2.1退火工艺．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

4.2.2掺杂工艺．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

4.2.3工艺窗口优