-200V P溝道功率MOS單粒子加固設(shè)計與實現(xiàn)
發(fā)布時間：2017-09-14 18:35
本文關(guān)鍵詞：-200V P溝道功率MOS單粒子加固設(shè)計與實現(xiàn)
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【摘要】：當(dāng)前,隨著我國航天器事業(yè)的快速發(fā)展,航天用戶對星用、船用電源系統(tǒng)中的功率MOS晶體管需求量逐年增加。在航天環(huán)境下長期使用的功率MOS晶體管需要承受空間輻射環(huán)境的影響,在宇宙空間環(huán)境中輻射來源主要包括:來自地球的范艾倫輻射帶、來自銀河系統(tǒng)及河外星系的宇宙射線、來自太陽的宇宙射線等。宇宙空間的射線中包含的粒子撞擊到航天器后會引起航天中元器件的等離子體充放電效應(yīng)、穩(wěn)態(tài)總劑量效應(yīng)、單粒子效應(yīng)等,這些空間輻射效應(yīng)對航天器的工作有著嚴(yán)重的危害。P溝道功率MOS晶體管在使用過程中(尤其是橋式電路)因為柵極驅(qū)動設(shè)計比使用N溝道器件的驅(qū)動更簡單,所以被大量應(yīng)用于單電源應(yīng)用或橋式電路等場合;空間帶電粒子造成的單粒子效應(yīng)一旦發(fā)生,輕則造成功率器件的功耗增大、使用壽命減短,嚴(yán)重情況還可以造成器件的燒毀,進(jìn)而引起航天器電源系統(tǒng)的劇烈振蕩甚至于導(dǎo)致整機(jī)電力供應(yīng)的中斷或主電源的燒毀。本論文以空間應(yīng)用環(huán)境下的功率MOS晶體管為研究對象,在深入分析現(xiàn)有的空間輻射加固理論的基礎(chǔ)上,對-200V P溝道功率MOS晶體管的單粒子?xùn)糯?SEGR)和單粒子燒毀(SEB)的加固設(shè)計與加工工藝實現(xiàn)進(jìn)行了詳盡的討論和研究。主要內(nèi)容包括如下3個方面:1.研究單粒子燒毀的加固辦法,提出了一種可以有效降低P溝道功率MOS晶體管寄生三極管單粒子燒毀敏感度的源極結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)通過減小寄生三極管的基極串聯(lián)電阻和發(fā)射效率等措施,防止寄生三極管在重粒子注入器件后誤開啟,從而確保在器件承受耐壓時空間單粒子不會使器件發(fā)生燒毀。2.研究單粒子?xùn)糯?SEGR)的加固辦法,提出了一種經(jīng)過優(yōu)化的復(fù)合材料的柵介質(zhì),即先在硅表面熱氧化生長一層二氧化硅、再其上再淀積一層氮化硅;充分利用兩種材料不同介電特性,不但確保了器件的閾值電壓,而且提高了柵介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度,即確保器件的柵極在單粒子注入后柵極對功率MOS管仍然可控、保證器件功能有效。3.通過工藝流片、封裝測試、篩選等,準(zhǔn)備好5只樣品在蘭州近代物理所利用回旋加速器中的鉍粒子進(jìn)行單粒子摸底試驗,通過對試驗結(jié)果的分析,優(yōu)化設(shè)計及工藝條件,最終產(chǎn)品的單粒子安全區(qū)達(dá)到了航天器件應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。
【關(guān)鍵詞】：功率MOS 單粒子效應(yīng) 單粒子?xùn)糯?/strong> 單粒子燒毀
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V442;TN386
【目錄】：
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第一章 緒論10-22
- 1.1 功率MOS晶體管的發(fā)展10-14
- 1.2 宇宙環(huán)境及其對器件的影響14-16
- 1.3 空間單粒子效應(yīng)16
- 1.4 單粒子效應(yīng)的研究現(xiàn)狀16-18
- 1.4.1 國外研究現(xiàn)狀16-17
- 1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀17-18
- 1.5 單粒子加固器件的商業(yè)化現(xiàn)狀18-19
- 1.6 本文主要工作19-21
- 1.7 本論文的結(jié)構(gòu)安排21-22
- 第二章 功率MOS晶體管的特性及單粒子效應(yīng)機(jī)理22-39
- 2.1 功率MOS晶體管的靜態(tài)特性分析22-32
- 2.1.1 擊穿電壓V_(BR)22-26
- 2.1.2 導(dǎo)通電阻26-29
- 2.1.3 閾值電壓29-32
- 2.2 功率MOS晶體管動態(tài)特性分析32-35
- 2.3 P溝道功率MOS晶體管單粒子效應(yīng)機(jī)理研究35-37
- 2.3.1 單粒子燒毀機(jī)理的研究35-36
- 2.3.2 單粒子?xùn)糯C(jī)理的研究36-37
- 2.4 P溝道功率MOS總劑量效應(yīng)機(jī)理的研究37-38
- 2.5 本章小結(jié)38-39
- 第三章 -200V P溝道功率MOS單粒子加固設(shè)計與實現(xiàn)39-55
- 3.1 -200V P溝道功率MOS元胞和終端初步設(shè)計39-43
- 3.1.1 元胞及終端的縱向結(jié)構(gòu)設(shè)計39-40
- 3.1.2 元胞的結(jié)構(gòu)參數(shù)初步設(shè)計40-42
- 3.1.3 終端的結(jié)構(gòu)參數(shù)的初步設(shè)計42-43
- 3.2 單粒子燒毀和單粒子?xùn)糯┑募庸淘O(shè)計43-50
- 3.2.1 單粒子燒毀的加固優(yōu)化設(shè)計及仿真43-45
- 3.2.2 單粒子?xùn)糯┑募庸淘O(shè)計及仿真45-48
- 3.2.3 穩(wěn)態(tài)總劑量的加固設(shè)計及仿真48-49
- 3.2.4 產(chǎn)品版圖設(shè)計49-50
- 3.3 單粒子加固工藝設(shè)計50-52
- 3.4 封裝工藝及篩選設(shè)計52-54
- 3.4.1 封裝工藝52-54
- 3.4.2 篩選設(shè)計54
- 3.5 本章小結(jié)54-55
- 第四章 單粒子加固設(shè)計的摸底試驗及分析55-70
- 4.1 單粒子摸底試驗方法及步驟55-57
- 4.1.1 單粒子試驗方法55-56
- 4.1.2 單粒子試驗步驟56-57
- 4.2 單粒子效應(yīng)試驗設(shè)備的具體情況57-61
- 4.2.1 單粒子效應(yīng)的試驗設(shè)備方式57-60
- 4.2.2 蘭州近代物理所試驗設(shè)備介紹60-61
- 4.3 單粒子加固設(shè)計的摸底及分析61-67
- 4.3.1 試驗樣品準(zhǔn)備61-63
- 4.3.2 單粒子試驗束流及步驟63-64
- 4.3.3 單粒子試驗結(jié)果64-65
- 4.3.4 單粒子試驗結(jié)果分析及改進(jìn)65-67
- 4.4 總劑量加固設(shè)計的摸底及分析67-69
- 4.4.1 輻照源及試驗方案67-68
- 4.4.2 總劑量試驗結(jié)果68-69
- 4.5 本章小結(jié)69-70
- 第五章 結(jié)論及展望70-72
- 5.1 本文的主要貢獻(xiàn)70
- 5.2 下一步工作的展望70-72
- 致謝72-73
- 參考文獻(xiàn)73-78
【相似文獻(xiàn)】
中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條
1 姜偉;基于P溝道存儲單元的高可靠性閃存設(shè)計[D];蘇州大學(xué);2016年
2 劉文輝;-200V P溝道功率MOS單粒子加固設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2016年
，本文編號：851649
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/hangkongsky/851649.html
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