超結(jié)器件打破了傳統(tǒng)意義上的“硅極限”,具有優(yōu)良的電學(xué)性能,有望代替常規(guī)功率MOSFET應(yīng)用在空天飛行器電源等。然而,空天飛行器所處的輻射環(huán)境中存在各種高能射線和大量的帶電粒子,導(dǎo)致電子器件容易發(fā)生輻射效應(yīng)使其性能退化,則電子系統(tǒng)可靠性降低和使用壽命縮短,造成巨大的安全隱患和成本浪費(fèi)。關(guān)于超結(jié)器件輻照效應(yīng)研究的相關(guān)文獻(xiàn)較少且研究不深入,因此本文開展超結(jié)器件的輻射機(jī)理與實驗研究十分有意義。本文以超結(jié)器件和輻射效應(yīng)的理論為基礎(chǔ),對超結(jié)器件的總劑量輻照效應(yīng)和單粒子燒毀(Single Event Burnout,SEB)效應(yīng)進(jìn)行研究,并提出抗輻射加固方案。主要內(nèi)容如下:1、通過實驗與仿真研究超結(jié)器件的總劑量輻照效應(yīng)并提出加固設(shè)計。首次將常規(guī)VDMOS與超結(jié)器件的總劑量輻照效應(yīng)進(jìn)行對比研究,實驗和仿真結(jié)果表明,總劑量輻照對超結(jié)器件和常規(guī)VDMOS元胞電學(xué)特性的影響幾乎相同,擊穿電壓和導(dǎo)通電阻隨輻照劑量增加幾乎不變,而閾值電壓隨輻照劑量增加近似呈線性減小且下降趨勢相似;總劑量輻照對超結(jié)器件和常規(guī)VDMOS終端擊穿電壓的影響存在差異,雖然隨著輻照劑量的增加,超結(jié)終端和場限環(huán)結(jié)構(gòu)終端的擊穿電壓都下降,但...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-6全超結(jié)VDMOS漂移區(qū)中橫向電場和縱向電場分布示意圖

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文12（2-3）公式（2-3）中：epiT是外延層的厚度；CE是硅的臨界擊穿電場值，取值范圍一般為1~4×105V/cm。由于全超結(jié)VDMOS引入了交替排列的P/N柱，使器件存在二維電場[30]包括橫向電場Ex和縱向電場Ey，如圖2-6所示。全超結(jié)VDMOS....

圖2-8宇宙銀河射線粒子分布圖

第二章超結(jié)器件的基本原理及輻射效應(yīng)簡介15包括太陽小和太陽大兩個時期，平均每隔11年爆發(fā)一次，其中太陽最小和太陽最大分別為4年和7年。太陽耀斑產(chǎn)生的重離子和質(zhì)子在太陽小周期的能量大于1000MeV，有幾個小時或者幾天的持續(xù)時間。因為太陽耀斑爆發(fā)的不確定性，所以太陽宇宙射線的通量具....

圖2-9地球俘獲帶示意圖

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文16期受大氣密度的影響而減校外輻射帶中主要是電子和少量的重離子，電子的能量可以達(dá)到7MeV且比內(nèi)輻射帶中具有更高的能量和更大的通量。地球俘獲帶中帶電粒子的運(yùn)動有：圍繞磁力線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、南北半球磁場之間的漂移和往返運(yùn)動。另外，由于地磁偶極子的偏心，在巴西附近....

圖2-11重離子直接電離的電荷沉積示意圖

輻射效應(yīng)的兩種電荷收集模型和常規(guī)VDMOS的單粒子燒毀效應(yīng)。2.3.3.1電荷沉積方式入射重粒子的直接電離是半導(dǎo)體器件的一種電荷沉積方式。重離子直接電離的電荷沉積，如圖2-11所示，當(dāng)高能重離子入射進(jìn)入半導(dǎo)體材料中，半導(dǎo)體材料吸收能量使電子從半導(dǎo)體的價帶躍遷到導(dǎo)帶....

本文編號：3921153