輻射電離效應(yīng)的激光模擬方法在半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用

1、輻射電離效應(yīng)的激光模擬方法在半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用輻射電離效應(yīng)的激光模擬方法在半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用彭鑫摘要由于需要對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行安全快捷以及無(wú)損傷的切割，因此產(chǎn)生了輻射電離效應(yīng)的激光模擬方法，這種方法已經(jīng)得到了國(guó)際上的認(rèn)可。并且跟大型地面輻射模擬裝置相比，激光模式方法具有很多優(yōu)勢(shì)，可作為重要的補(bǔ)充手段來(lái)展開(kāi)針對(duì)性的抗輻射加固設(shè)計(jì)來(lái)對(duì)半導(dǎo)體器件輻射效應(yīng)進(jìn)行深入研究，在理論和應(yīng)用方面都具有重要的意義。本文主要就γ射線、激光和半導(dǎo)體器件之間互相作

2、用產(chǎn)生的電離效應(yīng)做簡(jiǎn)要分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況進(jìn)行了總結(jié)，根據(jù)當(dāng)前研究存在的問(wèn)題展開(kāi)探討，以及對(duì)未來(lái)進(jìn)行的展望?！娟P(guān)鍵詞】輻射電離效應(yīng)激光模擬半導(dǎo)體器件應(yīng)用電離效應(yīng)的產(chǎn)生是由于在應(yīng)用場(chǎng)景中存在的輻射因素與半導(dǎo)體材料之間進(jìn)行的相互作用關(guān)系，會(huì)對(duì)一些與半導(dǎo)體材料相關(guān)的電子器件或者是工作系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的影響，甚至是發(fā)生失效并且無(wú)法恢復(fù)的情況。因此，對(duì)與輻射效應(yīng)的影響我們要進(jìn)行深入的認(rèn)識(shí)并且加強(qiáng)抗輻射技術(shù)的研究。在這之前，人們進(jìn)行模擬輻射環(huán)境的裝

3、置主要是一些大型的地面裝置，常見(jiàn)的例如重離子和電子直線加速器等等來(lái)進(jìn)行對(duì)輻射效應(yīng)的研究，并且獲得了一定的成果。但是這些裝置都存在著一些缺點(diǎn)，比如對(duì)測(cè)量的范圍有限制和不便于對(duì)實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)等等。對(duì)于測(cè)量出的信息也不準(zhǔn)確以及會(huì)對(duì)被測(cè)器件產(chǎn)生損壞，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)人員無(wú)法在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行安全方便的實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)的現(xiàn)象，被稱為瞬時(shí)劑量效應(yīng)對(duì)于該項(xiàng)目，國(guó)際上的研究已經(jīng)建立了可以預(yù)測(cè)高達(dá)1012rad（Si）s的理論相應(yīng)模型，發(fā)現(xiàn)了非線性電離等現(xiàn)象的發(fā)生，還分

4、析了高緯度的載流子輸運(yùn)過(guò)程；第二種是電離總劑量效應(yīng)，主要是由于長(zhǎng)期輻射的累積效應(yīng)導(dǎo)致器件失效的過(guò)程。一般來(lái)說(shuō)，總劑量效應(yīng)發(fā)生時(shí)間短的原因是因?yàn)檠趸锵葳咫姾砂l(fā)生了損傷，而界面陷阱電荷的損傷會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間總劑量輻射效應(yīng)的產(chǎn)生。根據(jù)近年來(lái)國(guó)外的研究發(fā)現(xiàn)，雙極型器和CMOS器件的輻射損傷在長(zhǎng)期低劑量率的總劑量輻照下發(fā)生了明顯的加強(qiáng)。這兩種輻射效應(yīng)產(chǎn)生的效果都會(huì)對(duì)半導(dǎo)體器件和系統(tǒng)性能發(fā)生退化或者邏輯錯(cuò)誤的現(xiàn)象產(chǎn)生影響，甚至?xí)l(fā)生損壞后無(wú)法修復(fù)的情

5、況發(fā)生，因此，在可能會(huì)發(fā)生這種輻射的場(chǎng)景中，研究人員必須要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證來(lái)進(jìn)行有效的加固措施。3輻射效應(yīng)激光模擬存在的主要問(wèn)題和研究方法由于激光與半導(dǎo)體相互作用的原理和γ射線與半導(dǎo)體的作用原理之間的不同會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)?zāi)M效果的呈現(xiàn)有一定的適用范圍和具有一定的差別。對(duì)于產(chǎn)生的瞬時(shí)劑量率效應(yīng)，存在的差別主要是：（1）γ射線具有的高能量和較強(qiáng)的穿透力，在半導(dǎo)體器件和系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生在各個(gè)方向上基本一致的電離效果，而半導(dǎo)體是根據(jù)光子能量導(dǎo)致的對(duì)光的吸收系