以定制硅(Si)、蓝宝石(Al2O3)和碳化硅(SiC)衬底的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistors,HEMTs)为研究对象,在CFBR-II(China Fast Burst Reactor-II)快中子脉冲堆开展了中子辐照注量范围为10^(13)~10^(15) c...以定制硅(Si)、蓝宝石(Al2O3)和碳化硅(SiC)衬底的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistors,HEMTs)为研究对象,在CFBR-II(China Fast Burst Reactor-II)快中子脉冲堆开展了中子辐照注量范围为10^(13)~10^(15) cm^(-2)的辐照实验研究;运用Sentaurus TCAD软件对Si衬底HEMTs器件开展了数值模拟仿真。结果表明:HEMTs器件的I-V等特性的变化,随着中子辐照注量的增大,并未如预期呈现出单调的线性递减趋势;对于Si衬底的定制器件,在小于10^(15) cm^(-2)的辐照注量下,甚至出现了饱和漏电流增加现象。分析认为,辐照产生的施主型陷阱与受主型陷阱之间的竞争补偿作用过程,是导致实验现象出现的主要物理机制;与原生缺陷相关的施主型陷阱的产生和注量率效应,可用来解释实验观测到的反常增加趋势。基于不同种类陷阱对器件作用机制的定量分析,定位GaN缓冲层为器件的薄弱环节并提出了加固建议,推断器件性能会在注量为10^(15)~10^(16) cm^(-2)时出现显著退化及失效,并尝试开展多轮次搭载实验进行验证。展开更多
太空中的单粒子效应会对电子器件造成损伤,地面模拟是评估器件抗辐射性能的有效途径。现有的模拟方法大多是基于器件的物理底层模型进行电流源脉冲故障注入,不适用于百万门级大规模集成电路(very large scale integration,VLSI)。针对...太空中的单粒子效应会对电子器件造成损伤,地面模拟是评估器件抗辐射性能的有效途径。现有的模拟方法大多是基于器件的物理底层模型进行电流源脉冲故障注入,不适用于百万门级大规模集成电路(very large scale integration,VLSI)。针对该问题,提出了一种从器件高层行为模型注入单粒子翻转故障的方法,并基于8051 IP核进行了单粒子一位翻转和连续两位翻转的仿真和实验比较。研究结果表明,单粒子翻转故障可直接注入到器件的高层来评估系统的抗单粒子性能。展开更多
设计了一套存储器辐射效应远程在线测试系统,对一款磁阻随机存取存储器(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)在不同工作模式下开展了电离总剂量和瞬态电离辐射效应实验研究,获得了以下研究结果:1)电离总剂量辐照实验中,在动态...设计了一套存储器辐射效应远程在线测试系统,对一款磁阻随机存取存储器(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)在不同工作模式下开展了电离总剂量和瞬态电离辐射效应实验研究,获得了以下研究结果:1)电离总剂量辐照实验中,在动态读写模式下,首先出现的效应为电源电流显著增加,器件在30 krad(Si)时,出现了读数据错误;2)瞬态电离辐射辐照实验中,MRAM在静态加电模式和动态读数据模式未观测到数据或功能错误,但在动态写数据模式下出现数据写入失败的现象。初步分析认为写数据失败的原因可能是γ射线引起的PN结光电流形成电路全局光电流,造成MRAM电源波动,触发MRAM写保护有效。本文研究结果表明在总剂量与瞬态电离辐射环境下,MRAM会出现功能异常。MRAM的外围电路是其抗辐射性能的敏感薄弱环节。展开更多
文摘太空中的单粒子效应会对电子器件造成损伤,地面模拟是评估器件抗辐射性能的有效途径。现有的模拟方法大多是基于器件的物理底层模型进行电流源脉冲故障注入,不适用于百万门级大规模集成电路(very large scale integration,VLSI)。针对该问题,提出了一种从器件高层行为模型注入单粒子翻转故障的方法,并基于8051 IP核进行了单粒子一位翻转和连续两位翻转的仿真和实验比较。研究结果表明,单粒子翻转故障可直接注入到器件的高层来评估系统的抗单粒子性能。
文摘设计了一套存储器辐射效应远程在线测试系统,对一款磁阻随机存取存储器(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)在不同工作模式下开展了电离总剂量和瞬态电离辐射效应实验研究,获得了以下研究结果:1)电离总剂量辐照实验中,在动态读写模式下,首先出现的效应为电源电流显著增加,器件在30 krad(Si)时,出现了读数据错误;2)瞬态电离辐射辐照实验中,MRAM在静态加电模式和动态读数据模式未观测到数据或功能错误,但在动态写数据模式下出现数据写入失败的现象。初步分析认为写数据失败的原因可能是γ射线引起的PN结光电流形成电路全局光电流,造成MRAM电源波动,触发MRAM写保护有效。本文研究结果表明在总剂量与瞬态电离辐射环境下,MRAM会出现功能异常。MRAM的外围电路是其抗辐射性能的敏感薄弱环节。
