抗辐射双极器件加固导论

  

本书从我国宇航用电子兀器件实际需要出发，总结作者多年的研究成果，论述了双极工艺器件辐射损伤效应的基本特征和微观机制，提出了双极工艺器件抗辐射加固原理与技术研究的基本思路，涉及半导体物理与器件基础、空间带电粒子辐射环境表征、双极器件电离辐射损伤效应、双极器件位移损伤效应、双极器件宒离·位移协同效应、双极器件抗辐射加固相关问题及双极器件辐射损伤效应评价方法等内容。

  

第1章半导体物理与器件基础
1.1概述
1.2平衡半导体
1.2.1本征半导体
1.2.2非本征半导体
1.3载流子输运现象
1.3.1载流子的漂移运动
1.3.2载流子的扩散运动
1.4非平衡载流子
1.4.1载流子的产生和复合
1.4.2过剩载流子的性质
1.4.3掺杂及过剩载流子小注入的约束条件
1.4.4准费米能级
1.4.5过剩载流子的寿命
1.5双极晶体管基本原理
1.5.1概述
1.5.2偏置模式
1.5.3双极晶体管电流
1.5.4电流分量
1.5.5电流增益
1.5.6异质结双极晶体管
1.6双极晶体管类型
1.6.1NPN型双极晶体管
1.6.2PNP型双极晶体管
1.6.3改进型双极晶体管
1.7双极晶体管电性能及缺陷分析测试方法
1.7.1电性能参数测试
1.7.2栅扫描分析方法
1.7.3亚阈值扫描分析方法
1.7.4深能级缺陷分析方法
1.7.5辐射缺陷退火试验方法
本章参考文献
第2章空间带电粒子辐射环境表征
2.1概述
2.2太阳活动对空间带电粒子环境的影响
2.3地球辐射带粒子环境
2.3.1地磁层结构特点
2.3.2地球辐射带
2.3.3地球辐射带质子模式及其选用
2.3.4地球辐射带电子模式及其选用
2.4银河宇宙线粒子环境
2.4.1银河宇宙线一般特点
2.4.2常用的银河宇宙线模式
2.4.3银河宇宙线模式选用
2.5太阳宇宙线粒子环境
2.5.1太阳宇宙线一般特点
2.5.2常用的太阳宇宙线模式
2.5.3太阳宇宙线模式选用
2.6近地轨道带电粒子能谱计算
2.6.1轨道能谱计算相关内容
2.6.2轨道能谱的计算流程
2.6.3典型轨道的辐射带粒子能谱
2.7带电粒子辐射损伤能力判据
2.7.1带电粒子与物质交互作用基本特点
2.7.2带电粒子辐射能量损失计算方法
2.7.3带电粒子辐射吸收剂量计算方法
2.7.4器件单位注量辐射吸收剂量计算
2.7.5带电粒子辐射损伤能力的判据
本章参考文献
第3章双极器件电离辐射损伤效应
3.1概述
3.2双极器件电离损伤效应基本特征
3.2.1辐照源选择
3.2.2Gummel曲线变化规律
3.2.3电流增益变化规律
3.3双极器件电离损伤缺陷表征
3.3.1电离辐射缺陷演化规律
3.3.2电离辐射缺陷的DLTS谱分析
3.3.3电离辐射缺陷的GS和SS测试
3.4双极器件电离损伤影响因素
3.4.1电离辐射剂量率因素
3.4.2电离辐射粒子因素
3.4.3器件偏置条件因素
3.4.4器件结构因素
3.4.5氢气气氛因素
3.5电离辐射缺陷产生过程
3.5.1粒子与靶材料相互作用概述
3.5.2电离辐射损伤过程
3.5.3氧化物电荷退火效应表征
3.5.4界面态陷阱特性
3.5.5边界陷阱
3.6双极晶体管电离损伤相关问题
3.6.1概述
3.6.2载流子复合
3.6.3过剩基极电流
3.6.4双极晶体管退火效应
3.6.5开关偏置效应
3.6.6双极晶体管电离损伤模型
3.6.7低剂量率辐射增强效应
本章参考文献
第4章双极器件位移损伤效应
4.1概述
4.2位移辐射损伤效应基本特征
4.2.1辐照源选择
4.2.2Gummel曲线变化规律
4.2.3电流增益变化规律
4.3双极器件位移缺陷表征及演化
4.3.1深能级瞬态谱分析
4.3.2不同能量重离子辐射缺陷演化
4.3.3不同种类重离子辐射缺陷演化
4.3.4不同重离子源位移辐射效应对比分析
4.4位移损伤影响因素
4.4.1偏置条件
4.4.2器件类型
4.4.3器件结构参数
4.5位移损伤效应机理
4.5.1概述
4.5.2位移能量阈值
4.5.3位移损伤缺陷
4.5.4位移缺陷对半导体电性能的影响
4.5.5位移损伤等效关系
本章参考文献
第5章双极器件电离／位移协同效应
5.1概述
5.2电离／位移协同效应基本特征
5.2.1辐照源的选择
5.2.2Gummel曲线变化规律
5.2.3电流增益变化规律
5.3辐射损伤缺陷表征
5.3.1异种粒子协同辐射缺陷分析
5.3.2单一种粒子辐射缺陷分析
5.4辐射损伤机理
5.4.1低能质子和电子综合辐照
5.4.2偏置条件对低能电子／质子综合辐照的影响
5.4.3重离子和电子综合辐照
5.4.4高能质子单独辐照
5.4.5协同效应模拟仿真分析
5.4.6电离／位移协同效应物理模型
本章参考文献
第6章双极器件抗辐射加固相关问题
6.1引言
6.2双极器件辐射损伤敏感部位界定
6.2.1电离辐射损伤敏感部位
6.2.2位移辐射损伤敏感部位
6.3抗辐射双极器件工艺优化
6.3.1氧化物层工艺
6.3.2基区表面浓度控制
6.3.3发射极工艺因素
6.3.4基区极性
……
6.4抗辐射双极器件结构设计准则
6.5双极电路与晶体管损伤的关联
6.6新型抗辐射半导体材料应用前景
本章参考文献
第7章双极器件辐射损伤效应评价方法
7.1引言
7.2双极器件辐射损伤模拟实验方法
7.3低剂量率增强效应地面加速试验方法
7.4器件在轨吸收剂量计算方法
7.5器件在轨性能退化预测方法
本章参考文献