【正文】 理83v 正向電阻增大 — 載流子去除效應(yīng)和遷移率減小；v 反偏時，擊穿電壓升高— 電阻率增大；v 反偏時，漏電流增大 — 復(fù)合速率的提高及表面損傷。v 發(fā)生這些變化的中子通量在 1012－ 1014中子 /cm2中子輻照對二極管 VI特性的影響2 中子位移損傷效應(yīng)（ 1）在中子輻照下， PN結(jié)二極管的 IV特性發(fā)生變化Semiconductor Reliability Reliability Physics集成電路可靠性與集成電路可靠性與可靠性物理可靠性物理84（ 2）穩(wěn)壓管具有較強(qiáng)的抗輻射能力v 摻雜濃度高，故載流子去除效應(yīng)很??；v 輕摻雜區(qū)少子壽命較其他二極管短。（ 3）變?nèi)荻O管由于載流子去除效應(yīng)和少數(shù)載流子壽命的下降，使它介質(zhì)損耗因子增大，電容量減??；其中子通量閾值略高于 1013中子 /cm2 。（ 4）隧道二極管由于其摻雜濃度大于 1019以上，費(fèi)米能級進(jìn)入導(dǎo)帶和價(jià)帶，能帶簡并。它的抗輻射能力要比普通二極管高一個數(shù)量級，總劑量閾值可達(dá)108rad(Si)以上；中子通量閾值為 5?1014中子 /cm2。Semiconductor Reliability Reliability Physics集成電路可靠性與集成電路可靠性與可靠性物理可靠性物理85v 永久性中子損傷使隧道二極管 IV特性曲線的負(fù)阻性能變壞；峰值電流減小，谷值電流增大。 中子輻照對隧道二極管特性的影響Semiconductor Reliability Reliability Physics集成電路可靠性與集成電路可靠性與可靠性物理可靠性物理86二、晶體管的輻射效應(yīng) 電離輻射效應(yīng) （ 1）電離輻射在晶體管內(nèi)引起可觀的光電流v 在電離輻照下，一次光電流可在晶體管發(fā)射區(qū)、eb結(jié)空間電荷區(qū)、基區(qū)、 bc結(jié)空間電荷區(qū)和集電區(qū)等五個區(qū)域產(chǎn)生；v 每部分光電流的大小都正比于產(chǎn)生區(qū)的體積；v 大的光電流可以使晶體管的工作狀態(tài)發(fā)生變化：? 使集電極電流 Ic超出線性放大區(qū)；? 嚴(yán)重時可使電流過載乃至晶體管燒毀；? 使數(shù)字電路造成邏輯錯誤或電路閉鎖。Semiconductor Reliability Reliability Physics集成電路可靠性與集成電路可靠性與可靠性物理可靠性物理87（ 2）電離輻射使晶體管電流增益下降、漏電流增大：★ 凡此種種都使晶體管表面狀態(tài)、載流子表面復(fù)合速度和表面導(dǎo)電性能發(fā)生變化 ,嚴(yán)重時使 P型基區(qū)表面反型 ,形成導(dǎo)電溝道等。可見 ,電離輻射必然導(dǎo)致電流增益 hFE下降和漏電流增大。目前一般的總劑量閾值為105－ 106rad(Si)；v 在電離輻照下，管殼內(nèi)部氣體電離，引起管芯氧化層表面可動正離子積累；v 輻照使氧化層本身電離，產(chǎn)生電子 — 空穴對，遷移率大的電子被電場掃出氧化層，留下來的空穴被晶格俘獲，在 SiSiO2界面附近建立正空間電荷；v 引入新的界面態(tài)。Semiconductor Reliability Reliability Physics集成電路可靠性與集成電路可靠性與可靠性物理可靠性物理88中子位移損傷效應(yīng) 晶體管的輻射損傷主要是由位移損傷效應(yīng)引起的； （ 1）在半導(dǎo)體內(nèi)造成的位移損傷使少子壽命下降，基區(qū)復(fù)合電流增大，從而導(dǎo)致晶體管電流增益 hFE的降低；v 一般晶體管 ,在中子通量為 1012中子 /厘米 2時 hFE開始迅速下降；達(dá) 1015中子 /厘米 2時 ,晶體管將失去電流放大能力；Semiconductor Reliability Reliability Physics集成電路可靠性與集成電路可靠性與可靠性物理可靠性物理89（ 2）使飽和壓降 Vces增大； 飽和壓降與中子通量的關(guān)系 Semiconductor Reliability Reliability Physics集成電路可靠性與集成電路可靠性與可靠性物理可靠性物理90 （ 4）使晶體管上升時間增大，存儲時間及下降時間減少；216。中子損傷是永久性的，經(jīng)適當(dāng)?shù)耐嘶鹂墒蛊骷?shù)恢復(fù)。 漏電流與中子通量的關(guān)系（ 3）使漏電流增大；Semiconductor Reliability Reliability Physics集成電路可靠性與集成電路可靠性與可靠性物理可靠性物理91Semiconductor Reliability Reliability Physics集成電路可靠性與集成電路可靠性與可靠性物理可靠性物理92 雙極型集成電路的輻射效應(yīng)，由于載流子的去除效應(yīng)，擴(kuò)散電阻隨著中子通量的增大而增大；，由于載流子的去除效應(yīng)和少子壽命的下降，介質(zhì)的損耗因子增大，電容量下降；－復(fù)合中心，使基區(qū)少子壽命縮短，從而使晶體管 hFE降低；集電結(jié)復(fù)合中心的增加會使輸出漏電流增大導(dǎo)致數(shù)字電路扇出的減少，輸出低電平隨輻射增大等；Semiconductor Reliability Reliability Physics集成電路可靠性與集成電路可靠性與可靠性物理可靠性物理93216。 一般采用雙擴(kuò)散外延工藝做作的集成電路，無論是邏輯電路還是模擬電路，在中子密度小于 5?1013/cm2下均能正常工作，這一結(jié)論適合于 DTL、 TTL和小功率STTL等 PN結(jié)的耗盡層中產(chǎn)生光電流；大面積的PN隔離結(jié)是主要的附加光電流響應(yīng)源 — 在電源形成浪涌電流，易造成系統(tǒng)的邏輯錯誤和永久性損傷等； γ 射線輻照，將產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬時光電流 ,大電流密度下發(fā)生的電遷移有可能導(dǎo)致鋁斷線。Semiconductor Reliability Reliability Physics集成電路可靠性與集成電路可靠性與可靠性物理可靠性物理94 雙極型器件的核加固 抗輻射加固是指對材料和器件采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，使其能在一定的輻射環(huán)境下可靠地工作；Semiconductor Reliability Reliability Physics集成電路可靠性與集成電路可靠性與可靠性物理可靠性物理95一、雙極型晶體管的核加固主要從設(shè)計(jì)和工藝兩方面進(jìn)行式中 ,K′ 為晶體管中子損傷常數(shù) ,τ B 為基區(qū)渡越時間。v顯然 Δ (1/HFE)正比于 τ B； 而 τ B∝W B2,所以 ,減小 WB對提高晶體管抗中子輻照能力有重要作用。減小產(chǎn)生輻射效應(yīng)的體積 （ 1）經(jīng)研究 ,電流增益 hEF衰減與快中子通量 φ n間的關(guān)系為： Semiconductor Reliability Reliability Physics集成電路可靠性與集成電路可靠性與可靠性物理可靠性物理96 (2).小的基區(qū)寬度 WB，小的幾何圖形（如小的 e和c面積）、淺結(jié)（小的擴(kuò)散電容）、突變型 e區(qū)雜質(zhì)分布（用離子注入或用 AS擴(kuò)散替代 P擴(kuò)散）對減小電離輻射體積、降低輻射靈敏度有利；雙極型晶體管的輻射損傷閾值Semiconductor Reliability Reliability Physics集成電路可靠性與集成電路可靠性與可靠性物理可靠性物理97 (3).晶體管工作點(diǎn) IC選擇在 hFE隨 IC變化的峰值附近，大電流下比小電流下工作更耐輻射；響；，實(shí)施表面鈍化；，降低集電區(qū)電阻率以降低飽和壓降 VCES ； 。；；Semiconductor Reliability Reliability Physics集成電路可靠性與集成電路可靠性與可靠性物理可靠性物理98二、雙極型集成電路的核加固 除采用上述分立器件的種種加固措施外，還必須采用： 1 介質(zhì)隔離取代 PN結(jié)隔離； 2 用金屬薄膜電阻取代擴(kuò)散電阻； 3 充分利用集成技術(shù)，改進(jìn)電路設(shè)計(jì)： 采用各種類型的補(bǔ)償、分流和限流電路， 來減小光電流和中子損傷的影響。Semiconductor Reliability Reliability Physics集成電路可靠性與集成電路可靠性與可靠性物理可靠性物理99 （ 2）基極 — 發(fā)射極阻 抗補(bǔ)償電路（ 1）集電極阻抗補(bǔ)償 電路Semiconductor Reliability Reliability Physics集成電路可靠性與集成電路可靠性與可靠性物理可靠性物理100（ 3）達(dá)林頓復(fù)合電路既能補(bǔ)償中子輻照引起的增益 下降，又能利用 T3的 bc結(jié)分流 T1和 T2的光電流； 達(dá)林頓復(fù)合補(bǔ)償電路Semiconductor Reliability Reliability Physics集成電路可靠性與集成電路可靠性與可靠性物理可靠性物理謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH