倒掺杂结构PD SOI器件的抗辐射研究

摘要：为了提高SOI器件抗总剂量能力,采用了倒掺杂结构。本文研究了倒掺杂结构PD SOI器件抗总剂量能力的增强,介绍了该结构对寄生NPN晶体管的抑制作用,在研究过程中发现,倒掺杂结构不仅提高了器件的抗总剂量能力,对器件的抗单粒子能力也有所提高。本文基于0.35um SOI 工艺线,结合ISE TCAD 软件对器件的电学特性进行仿真,比较了流片测试数据和仿真数据。着重研究倒掺杂结构PD SOI器件较常规PD SOI 器件抗SEU能力的改善,并对SOI器件单粒子辐射的电荷收集效应进行了模拟与仿真。     

0.18μm SOI NMOS单粒子效应中电荷累积机理的仿真研究

为研究0.18μm SOI工艺集成电路单粒子入射时电荷累积的机理,分别对电容和NMOS进行了单粒子入射的仿真研究。仿真结果表明,单粒子入射时,MOS电容中的电荷累积主要由位移电流引起;而在SOI NMOS中的电荷累积还有第二种机制,即当单粒子入射位置在体漏结附近时,漏极和体接触产生的电荷累积。第二种机制会对SOI工艺集成电路的单粒子加固方法产生重要影响。     

CMOS/SOI工艺触发器单元的单粒子实验验证与分析

针对定制设计中的触发器单元,提出了一种双移位寄存器链单粒子实验验证方法,利用该方法对基于0.35μm CMOS/SOI工艺、普通结构设计的抗辐射触发器,分别在北京串列加速器核物理国家实验室和兰州重离子加速器国家实验室进行了单粒子实验.实验结果表明,该抗辐射触发器不仅对单粒子闩锁效应免疫,而且具有非常高的抗单粒子翻转的能力.      

PSD光电位置传感器的实现及SOI结构研究

分析了高灵敏度光电位置传感器(PSD)的设计和工艺制作过程,给出了器件制作工艺流程。对制作的器件进行了参数测试,测试结果为:响应波长为600~1200 nm,峰值响应波长为760 nm,位置分辨能力为5μm,位置探测误差为±50μm,暗电流为1.4×10-10A(VR=-5 V),峰值灵敏度为0.8634A/W。同时为提高器件的响应速度,提出了基于SOI技术的PSD器件结构。     

聚苯胺掺杂、除掺杂和再掺杂与结构性能的研究

掺杂、除掺杂和再掺杂都是获取导电高分子的基本方法。本文通过Ｘ射线光电子能谱、红外光谱、Ｘ射线衍射以及元素分析等手段，对掺杂、除掺杂和再掺杂聚苯胺的结构与性能进行了对比研究，发现和总结了掺杂聚苯胺与除掺杂聚苯胺在结构和性能方面的差异和规律。本研究的成果不但可以为导电聚苯胺的实用化提供一些理论指导，而且还可以进一步丰富导电高分子的掺杂机理和导电机理理论     

掺杂浓度对四苯基卟啉掺杂电致发光器件的发光性能影响研究

以8-羟基喹啉铝(Alq3)为主体发光材料,四苯基卟啉(TPP)为掺杂染料,制备了5种不同摩尔掺杂浓度(0．5％、1．0％、1．5％、2．0％、2．5％)的掺杂电致发光器件,考察了掺杂浓度对其器件的电致发光光谱、色度、亮度和发光效率的影响;并结合掺杂器件的发光机理,对实验结果进行了分析和讨论     

硼掺杂对碳纳米管形貌和结构的影响

以Fe3O4纳米粒子为催化剂,CH4,B2H6和H2为气源,采用电子回旋共振微波等离子体化学气相沉积技术(ECR CVD)在多孔硅基底上制备出了掺硼碳纳米管薄膜·使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能量色散X射线谱(EDX)和X射线光电子谱(XPS)对样品的形貌、结构及组分进行表征·结果表明:通入B2H6后,纳米管的形貌和结构均发生了变化·生长气氛中硼的存在使得高取向性密集碳纳米管转变为较为分散且取向性很差的纳米管·从中空结构转变为类竹节结构,同时多壁管外径增大,管壁增厚,表面变得粗糙,并导致纳米管的生长速度降低,长度减小·     

Ce~(3+)、Sm~(3+)共掺杂YAG的制备及其发光性能的研究

用共沉淀法合成YAG:(Ce3+-Sm3+)前驱体后,在N2还原气氛下用高温灼烧法制备YAG:(Ce3+-Sm3+)荧光粉,并对Sm3+的掺杂浓度、样品的晶相以及表面形貌进行研究。同时,也对Sm3+与Ce3+之间Sm3+→Ce3+的能量转移机理进行了讨论。当Sm3+掺杂浓度(Sm3+/Ce3+为10%)时,其发射光谱强度能增加约3倍,并伴有明显的红移;合成的荧光粉体粒径大小在2～4μm时,有望与不同波长的蓝光LED组合,以期获得不同性质的白光LED。     

Mg掺杂GaN结构及电子结构的理论研究

采用基于密度泛函理论的赝势平面波方法研究了金属元素Mg掺杂GaN的结构及电子结构性质.计算金属Mg分别替换Ga和N原子后体系的结合能,得到Mg原子更容易替换Ga原子,与他人的结果一致.掺杂后晶格常数a和c反而略有增大,并且高压下的情况是类似的.Mg掺杂后GaN电子结构显示掺杂使得GaN带隙略有增加,压强从0增加到20GPa,掺杂前后带隙值分别增大约39.1%和38.4%.     

一种用于可编程逻辑的阵列的单粒子翻转试验系统设计研究

单粒子翻转(SEU)试验是测试FPGA芯片抗单粒子翻转性能的重要方法。提出了一种用于测试FPGA芯片抗单粒子翻转性能的试验系统;该系统通过比对待测FPGA芯片输出数据序列和正确数据来判断是否发生数据翻转。如果发生数据翻转,则进一步统计翻转次数和翻转性质,从而能够较全面的测试FPGA芯片的抗单粒子翻转性能。运用该试验系统对某款FPGA芯片进行了单粒子翻转试验,测试结果显示该试验系统能够正确评估被测芯片的抗单粒子翻转性能。     

高浓度弛豫SiGe/SOI材料的制备研究

对SOl（绝缘体上的硅）衬底上外延生长的SiGe层进行了研究，并利用透射电镜、AES、Raman光谱、X-ray多晶衍射等技术对SiGe／SOI材料做了表征。结果表明：制备的材料中Ge／Si元素分布均匀，SiGe层是高度弛豫的，SiGe层中应变通过产生失配位错被释放出来。     

空间辐射效应防护的标准单元库设计与实现

为提高空间环境下电子设备的可靠性,提升抗辐射加固SOI(Silicon on Insulator)集成电路的设计效率,通过构建完整的建库流程,自主设计开发了基于33 V 035 μm PD（Partly） SOI CMOS(Complementary Metal-Semiconductor)工艺平台,并面向Synopsys电子设计自动化软件的抗辐射加固标准单元库。标准单元采用H型栅及源漏非对称注入结构,以提高抗辐射性能,最后对该单元库进行了电子设计自动化工具流程验证和测试验证。实验结果表明,检错纠错验证电路功能符合设计要求,抗总剂量水平大于300 krad (Si)。     

SOI光波导传输机理及其损耗的研究

分析研究了ＳＯＩ光波导传输机理,并对其传输损耗进行了计算,加快ＳＯＩ光波导的实用化。     

基于SOI的可变电容的特性分析

提出了一种利用二维器件与电路模拟器ISE中的AC分析提取可变电容主要参数的方法,利用它对一种基于SOI的三端可变电容(栅控二极管)进行了模拟研究,并分析了几个主要结构参数对SOI变容管性能的影响.结果显示,栅氧厚度、硅膜掺杂、硅膜厚度等结构参数会对SOI变容管的调节范围和灵敏度有直接影响.在模拟中,还观察到了当栅氧厚度很薄时,多晶硅栅耗尽导致的可调电容的变化范围不规则变化的现象.该研究结果可为SOI可变电容的进一步实验设计和优化以及建模工作提供指导方向和依据.     

SOI脊形光波导的设计与研制

利用有效折射率的数值解法,计算出了SOI脊形光波导的有效折射率.由此得到SOI脊形光波导传输单模光波时内外脊高b,h及脊宽W的尺寸.在此基础上研制了SOI光波导,测得其传导损耗为0.87dB/cm.     

氧注入制成SOI材料的研究

采用加热靶和少量氮离子注入制成了 SOI 材料,在1180℃、氮气保护下进行了2小时的退火。离子沟道背散射测量和电子通道花样观测结果表明:加热靶和少量氮离子注入能有效地改善顶部硅层的单晶质量.     

深亚微米SOI MOSFET阈值电压特性研究

在建立SOI MOSFET阈值电压模型的基础上,对其阈值电压特性进行了研究,分析了阈值电压与硅膜掺杂浓度、前栅、背栅氧化层厚度、温度的关系.     

SOI自对准硅化钛工艺研究

阐述了SOI硅化钛的相关问题,采用两步快速热退火工艺形成低电阻的TiSi2,通过实验得出2次快速热退火的最佳时间和温度,形成良好的SOI自对准硅化钛工艺．