基于CFBR-Ⅱ堆中子辐射场的硅整流二极管辐照效应试验研究

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用252Cf源转换法刻度CFBR-Ⅱ堆功率

用252Cf源转换法刻度CFBR-Ⅱ堆功率

验 提 供基 础数 据 ,而 且是 快 中子脉 冲堆 脉 冲运 行 时 总裂 变数 和 中子注 量 测量 的依 据 。对 于近
似 于 点 堆 模 型 而 又 不 带 冷 却 系 统 的 这 类 零 功
率装 置而 言 ,功率 刻度 方 法主 要有 C 源 转换 f 法 、裂变 率分 布 测量 积 分法 I、 中子注 量外 推 l J 法 以及 噪 声分 析法 。其 中 , c N 转换 法 实 际 f
蒋 勇,郑 春 ,李俊杰
( 中国工 程物 理研 究 院 核物 理 与化 学研 究所 , 四川 绵 阳 6 10 ) 2 9 0
摘要 : 功 率 是 C B —I 的 重 要 基 准 数 据 之 一 , 实验 采 用 C 源 转 换 法 刻 度 功 率 。 介 绍 了 功 率 刻 度 的 F R I堆 f
ห้องสมุดไป่ตู้
Po rS aeo BR- IRe co i g22 o r eCo v r inM eh d we c l fCF I a t rUsn CfS u c n e so t o 5
JA n ,Z E h n I u -e I NG Yo g H NG C u ,L nj J i
第4 4卷 增刊 21 0 0年 9月







Vo . ,S p . 1 44 u p1 S p. e 201 0
At mi e g Sce c n c n o y o cEn r y i n ea d Te h ol g
用 2 C 源 转 换 法 刻 度 C B I堆 功 率 5 f 2 F R.I
wa n r d c d n h o r o a u e e t r s l s d s u s d h a t r i h s i t u e ,a d t e p we f me s r m n e u t wa ic s e .T e f co s wh c o s

CFBR-Ⅱ快中子脉冲堆对外脉冲中子源的响应特性研究

CFBR-Ⅱ快中子脉冲堆对外脉冲中子源的响应特性研究


0 . 0 1 P e f f ,屈f r 为 缓发 中子 有效 份额 ) 时注入 D — T 外脉 冲
中子源 来 引发脉 冲 。通 过 中子 管产 额 的监测 和考 虑 外 源 引发 期 间反 散射 中子 的 贡献 ,得 到注 入堆 体 的 中子 数 目,重 复爆 发脉 冲 ,统计 外 中子 源 引发 的次 数 ,得 到外 源 引发概 率 实验 的一个观 测数 据 点。
表 1 参数 测量及 目标 量监测
பைடு நூலகம்
2 实验 结果 与分 析 ( 1 )建立 引发类 型判 别 方法 并首 次获 得两 个状 态 的引发 概率 实验 数据 外 中子源 引 发实验 中,堆 内始 终存 在 固有 的 内源 中子 ,无 论有 无外 源注 入 ,终将 建立 持续裂 变链 ,
严 格 意义 上实 验 是无法 区 分持 续裂 变链 是 由 内源 中子 还是 外源 注入 中子 所 引发 的 。 但 是 同外源 中子 相 比

图3 ) , 因此可 通过 引发 时间来对 点火类 型进 行初 步
判 定 。但 仍 存 在 短 引发 时 间 的 内源 中子 引发 可 能 ( 实 验 中观 测 到 两 发 引发 时 间较 短 的 弱源 引 发 脉
冲 ,引发 时 问分别 为0 . 6 8 1 ms 和0 . 7 0 9 ms ,与外源
式 中 ,g 为外源 中子的 等效 系数( 由于外 源 中子 能量 、角度 和 空 间分布 的差 异 ,其对 引 发持续 裂 变链 的 贡献 不 同) 。我们研 制 了基 于MC ̄ D S N方法 的等 效 系数计 算 程序 ,计算 TC F B R —I I 堆 内外源 中 子在 引 发 持续 裂变链 意义 上 的等效 系数 为0 . 6 4 6 1 。 实验 布局 如 图1 所示 ,中子管布 置于距 堆一 定距 离 的确 定位 置 ,在 脉冲 堆处 于某个 浅超 瞬发 临界状 态f 考 虑 堆 的安全 性 等 因素 ,选择 超 瞬发 临界4 ,1

快中子反应堆核心结构材料的辐照损伤

快中子反应堆核心结构材料的辐照损伤
Abstract: Structural materials ( such as fuel cladding) for fast reactor application w ill service in high fluence neutron irradiation,high temperature and high helium environment. T his leads to the changes of microstructure and the degradation of mechanical properties. High - performance radiation - resistant materials are one of the prerequisites for the successful development of fast reactors. N eutron irradiation damage of metallic structural materials in fast reactors is review ed in this paper. Key words: fast neutron reactor; structural materials; irradiation damage; microstructure
在辐照生成的杂质原子中,辐照引起的合金 组成变化一般不大. 在快堆的高温环境下,H 足够 快的扩散速率达到与环境的平衡,而 He 基本上 不溶于合金而是以 He 泡析出,因此 He 成为对合 金性能影响最重要的杂质原子. He 的积累速率一 般情况下由 He 量( appm) 与 dpa 之比来表征,比 值 He / dpa 对中子谱敏感.
204
材料与冶金学报

基于三极管的CFBR-Ⅱ堆辐射损伤常数测定

基于三极管的CFBR-Ⅱ堆辐射损伤常数测定

需求成为必然 ,由此 国内外开展了一系列工作 。 C B . 堆作为国内辐射效应研究的重要平台, F RI I 也进行 了相关研究【 2 l] -0 然而 ,由于受客观条件限制 ,早期工作得到 的等效系数缺乏系统 的过程控制 ,面对辐射效应
研究对等效系数精准性的更高要求 ,有必要再次 开展等效性研究工作。本文针对 C B . 堆单个 F RI I 装置 , 测定了 C B . 堆泄漏中子对硅三极管的 F RI I
将3 9 DK D在 集 电极 注入 电流 为 3 0m 的实 0 A 验结果尝试线性拟合发现 ( 2 : 图 ) 直流增益倒数 与 中子注量具有很好的线性关 系 ( = . ) 与注 R 0 9; 9
小退火效应和缓发 1的影响 ,每轮实验结束后立 ,
即取 出样 品并完成测量 , 测试环境与辐照前相同。 为了对三极管在集 电极高注入 电流条件下 的损伤 规律进行探索 ,实验还以 3 K D 为例考查 了集 D 9 电极注入 电流为 3 0 A 时的辐射效应 。 0 m
三极管直流增益倒数与中子注量有近似的线 性关系 ,适用的中子注量范围为 1 1 m , O 0 c ~ 工作电流 ( 电极 电流 )范围为 l 0 m [ 。 集 ~10 A 】
3 实验方法及 内容
辐射损伤常数测定是 C B . 堆等效性研究 F RI I 的专项实验。对样品来源、堆运行功率 、运行时
1 引 言 辐 射效应除 了与样 品本 身 的材料 特性有关
外, 还与辐射源的本征特陛 ( 如能谱 ) 密切相关。 然而受时间、空间等 因素的限制 ,不同研究项 目 会选择不同辐射源进行辐射模拟研究 。为评价这
些研究成果 ,建立不 同辐射源 间的等效关系或提 供建立这种关系的依据 ( 对单个辐射源来说 )的

锗硅异质结双极晶体管空间辐射效应研究进展

锗硅异质结双极晶体管空间辐射效应研究进展

第20卷第6期2022年6月Vol.20,No.6Jun.,2022太赫兹科学与电子信息学报Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology锗硅异质结双极晶体管空间辐射效应研究进展李培1,贺朝会*1,郭红霞2,张晋新3,魏佳男4,刘默寒5(1.西安交通大学核科学与技术学院,陕西西安710049;2.西北核技术研究院,陕西西安710024;3.西安电子科技大学空间科学与技术学院,陕西西安710126;4.模拟集成电路国家重点实验室,重庆400060;5.中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室,新疆乌鲁木齐830011)摘要:异质结带隙渐变使锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)具有良好的温度特性,可承受-180~+200℃的极端温度,在空间极端环境领域具有诱人的应用前景。

然而,SiGe HBT器件由于材料和工艺结构的新特征,其空间辐射效应表现出不同于体硅器件的复杂特征。

本文详述了SiGe HBT的空间辐射效应研究现状,重点介绍了国产工艺SiGe HBT的单粒子效应、总剂量效应、低剂量率辐射损伤增强效应以及辐射协同效应的研究进展。

研究表明,SiGe HBT作为双极晶体管的重要类型,普遍具有较好的抗总剂量和位移损伤效应的能力,但单粒子效应是制约其空间应用的瓶颈问题。

由于工艺的不同,国产SiGe HBT还表现出显著的低剂量率辐射损伤增强效应响应和辐射协同效应。

关键词:锗硅异质结双极晶体管;单粒子效应;总剂量效应;低剂量率辐射损伤增强效应;电离总剂量/单粒子效应协同效应;电离总剂量/位移损伤协同效应中图分类号:TN325文献标志码:A doi:10.11805/TKYDA2021443Advance in space radiation effects of SiGe heterojunction bipolar transistorsLI Pei1,HE Chaohui*1,GUO Hongxia2,ZHANG Jinxin3,WEI Jia'nan4,LIU Mohan5(1.Department of Nuclear Science and Technology,Xi'an Jiaotong University,Xi'an Shaanxi710049,China;2.Northwest Institute of Nuclear Technology,Xi'an Shaanxi710024,China;3.School of Aerospace Science and Technology,Xidian University,Xi'an Shaanxi 710126,China;4.National Key Laboratory of Analog Integrated Circuits,Chongqing400060,China;5.Key Laboratory of Functional Materials and Devices for Special Environments of Chinese Academy of Sciences,Urumqi Xinjiang830011,China)AbstractAbstract::Silicon-Germanium Heterojunction Bipolar Transistors(SiGe HBTs)is a strong contender for space applications in extreme environment on account of its superior temperature characteristics,which can bear extreme temperatures from-180℃to200℃owing to the bandgap grading of heterojunction.Because of new features in material,structure and process,the radiation effects of SiGe HBTs presentcomplex characteristics which are different from those of bulk-Si devices.In this work,the researchdynamics and trends of space radiation effects in SiGe HBTs are introduced,and the radiation effects ofdomestic SiGe HBTs include Single Event Effects(SEE),Total Ionizing Dose(TID)effect,Enhanced LowDose Rate Sensitivity(ELDRS)and synergistic effect are highlighted.The research shows that SiGe HBTnaturally presents favorable build-in TID and displacement damage hardness without any radiationhardening,but the high sensitivity to SEE is a main drawback.Due to the different manufacturingprocesses,the domestic SiGe HBTs experience significant low dose rate sensitivity and are vulnerable tocombined effect of ionizing dose/displacement damage and total ionizing dose on single event effect.KeywordsKeywords::SiGe heterojunction bipolar transistors;Single Event Effects;Total Ionizing Dose effect;Enhanced Low Dose Rate Sensitivity;synergistic effect of total ionizing dose and single eventeffect;synergistic effects of ionizing dose and displacement damage文章编号:2095-4980(2022)06-0523-12收稿日期:2021-12-30;修回日期:2022-03-21基金项目:国家自然科学基金资助项目(12005159);强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室开放课题资助项目(SKLIPR2010)*通信作者:贺朝会email:*******************太赫兹科学与电子信息学报第20卷锗硅异质结外延生长技术首次实现了硅基的能带工程,Ge 的引入带来了一系列器件性能的提升[1-3]。

试管内样品中子吸收剂量的测定

试管内样品中子吸收剂量的测定
( 中国Z 程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳, 621900; 国家核技术工业应用工程技术研究中心,四川绵阳, 621900
摘要: 根据吸收剂量与中子注量的关系。 采用活化法测量了试管内样品的中子吸收剂量。实验表明 采用具有反应阑的活化箔能较好地监测少量含氢材料中的中子注量,从而确定样品中的中子吸收剂量。
中子能谱改变不大, 吸收剂量与中子注量仍然呈
线形关系。
3
实验过程
中 子注量率采用2 9 裂变电 直接测量。 3 Pu 离室
由于辐照样品多, 注量点多, 采用电离室监测每 个位置每个注量点的做法不可行。实际上以电离 室的测量结果作为参考标准, 采用活化箔来监测
所有测点的中子注量。

2
吸收剂量的确定
吸收剂量D定义为: 任何电离辐射授予物质 的平均能量除以物质的质量。
关键词: CFBR-1 1堆; 吸收剂量; 中 子注量; 活化箔
中图分类号: TL375. 4 文献标识码: A
引 言 为了研究强辐射对生化制剂的辐照效应和 破坏机理, CFBR-II '决中子脉冲堆上进行了生 在 化制剂的中子辐照实验。生物制剂样品有短小芽 抱杆菌和枯草芽抱杆菌样品; 化学制剂样品为有 机磷酸醋 DMMP, TEP, TMP 几种样品。 样品大 部分为液体, 有少量固 体粉末, 均封装在直径 10 mm, 高度 40 mm 的玻璃或聚醋试管中。 生化制剂的辐照效应主要取决于吸收剂量。 当样品和中子能谱确定后,中子吸收剂量则取决 1
随距离的增加而迅速减小, 但是 Au 活化箔的比
计数率完全背离了这一趋势。这说明 Au 活化箔 对于低能中子的反应截面太大, 少量低能中子的 增加就会引起计数率的巨大改变, 所以不能应用 Au 活化箔来测量中子注量。 S 活化箔是闭探测器, 其阂值为3 MeV 左右, 低能中子的增加不会对测量结果产生影响。放置 在试管前的活化箔由于反射中子的存在,比计数 率应稍有增大, 但影响不大。试管后面的活化箔 由于中子的吸收、散射和反射的影响,比 计数率 要减小,此影响要大些。从表 2 可以看出,将比 计数率由试管前推到试管后, 所有外推数据均比 实验数据要大, 这符合实际情况。 所以中心中子 注量采用二者的平均值。 选择放置在液体试管前的 S 活化箔数据, 做

电桥应力系统在强脉冲中子场中的辐照效应

电桥应力系统在强脉冲中子场中的辐照效应

至少需要数十毫秒 ; 其二 , 根据 电阻应变片的温 度系数 , 即使其感受了构件 同样的温度变化其
针对图 2c中的“ 冲” () 下 部分 , 目前较流行 的有 负应变 、 热输 出和辐照效应这 3 种解释 , 本文基 于验证试验结果认为辐照效应的解释 z ) V x 2— +一R 2
() 1
C B - 快 中子脉冲反应堆典型的脉冲中 F RI I 子波形如图 2 a所示, () 预计 的构件的典型应变
员 , 事反应堆理论与实验研究 从
4 0 1
维普资讯
能提 出来 的, 早期试验测量 中电阻应 变片还不 (v A 丑摄 ( 丑簿 Av 具备温度 自补偿功 能, 如果被测构件有温度变
个具体对象 , 由于存在一个瞬时的超强脉 冲中
子信号 , 电桥系统 的输 出并不如预想的那样 : 理
论 上 , 充分 考虑 了应 变 片的热输 出后 , 在 电桥 的
的桥盒内, 桥盒距反应堆 中心约 l 系统 的其 m, 他组成部分放在远离反应堆 的实验室内。脉冲 反应堆爆发脉冲时, 裂变释能引起堆体构件 的 不 均匀 温 度分 布 ( 温度 梯度 ) 者脉 冲产 额 足够 或
构件应力成正 比, 以此制定的应力 限值显然是 不够安全的 , 因此分析研究相关测量 系统 的辐 照效应 产生机制 、 出相应 的减 小或消除辐照 提
效 应 的措施 具有 明确 的 现实 意义 。
定相关应力限值的前提 , 而基于电桥理论的“ 电 桥法” 因其具有的高灵敏度在相关测量 中通 常
仅与感受构件 膨胀或 收缩 的电阻 R 的变化有
表现是将应变峰值拉低 , 由于应变峰值大小与
关 , R 的阻值变化为 △ 当 R时, 则输出 z l f V可表

219332012_共振隧穿二极管THz_辐射源研究进展

219332012_共振隧穿二极管THz_辐射源研究进展

第 21 卷 第 5 期2023 年 5 月Vol.21,No.5May,2023太赫兹科学与电子信息学报Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology共振隧穿二极管THz辐射源研究进展彭雨欣,孟雄,孟得运(江苏大学物理与电子工程学院,江苏镇江212000)摘要:太赫兹技术被称为“改变未来世界十大技术之一”,对基础科学研究、国民经济发展和国防建设具有重要意义,尤其在未来6G通信方面举足轻重。

太赫兹波源是整个太赫兹技术研究的基础,也是太赫兹应用系统的核心部件。

近年来,共振隧穿二极管(RTD)型太赫兹波源因体积小,质量轻,易于集成,室温工作,功耗低等特点受到广泛关注,为太赫兹波推广应用开辟了新的途径。

通过文献分析,本文从器件材料技术、主要工艺及器件性能等方面对InP基与GaN基RTD太赫兹振荡器的发展进行评述,并探讨了InP基与GaN基RTD太赫兹振荡器件的研究方向。

关键词:共振隧穿二级管;太赫兹波源;磷化铟;氮化镓中图分类号:TN15 文献标志码:A doi:10.11805/TKYDA2022120Research progress of Resonant Tunneling Diode THz radiation sourcePENG Yuxin,MENG Xiong,MENG Deyun(School of Physics and Electronic Engineering,Jiangsu University,Zhenjiang Jiangsu 212000,China) AbstractAbstract::Terahertz technology is known as “one of the top ten technologies to change the future world”, which is of great significance to basic scientific research, national economic development andnational defense construction, especially in the future 6G communication. Terahertz source is essentialto terahertz technology research and the core component of terahertz application system. In recent years,Resonant Tunneling Diode(RTD) terahertz source has attracted extensive attention because of its smallvolume, light weight, easy integration, room temperature operation and low power consumption, whichopens up a new way for the popularization and application of terahertz. Through literature analysis, thispaper reviews the development of RTD terahertz oscillators based on InP and GaN from the aspects ofdevice material technology, main processes and device properties. At present, how to prepare high-performance, mature and stable InP and GaN based RTD terahertz oscillators has always been a researchdirection.KeywordsKeywords::Resonant Tunneling Diode;terahertz source;indium phosphide;gallium nitride 太赫兹(THz)波是指频率在0.3~30 THz(波长为1 mm~10 μm)范围内的电磁波,具有高透射性、宽频性、相干性、低能量性、瞬态性和稳定性等特点和优势,在军事、天文、通信、计算机、生物医学、安检成像等领域发挥巨大作用。

CFBR—II堆缓发中子坪测量

CFBR—II堆缓发中子坪测量

缓 发 中子 先 驱 核 衰 减 周 期 相对 较 长 , 堆 内中子 数 维持 一定 的水 平 , 几 乎不 再 变化 , 直到 脉冲堆 解 体至 深次 临界 而 停堆 。在 脉 冲峰过 后 中子数
室 J , 由于时 间响应 较慢 , 已不能 满足实验 需
要 。本文研 制 了快 响应 的 闪烁 体 探 测 器 , 具 有
缓发 中子 坪探 测 器 原 来 采 用 的是 m B 电离
之升高 , 由热反馈效应使 系统 的反应性降到瞬
发次临界( 缓发超临界 ) 状态 , 堆 内中子数迅速 下降 , 这就是脉 冲峰的过程 。由于峰过程 , 产生 了一定 数量 的缓 发 中子 先驱 核 。此 时脉 冲堆是

个 以缓 发 中子 为 源 的 次 临界 增 殖 系 统 , 由于
出现的时间是 随机 的, 从0 . 1 m s 一 2 s 之间 , 这
需要 采集 设备 具 有较 长 的采 集时 间 。 由于堆 内 中子数 与泄 漏 中子 数是 同步变 化
Ⅱ堆爆发额定脉冲时的缓发中子坪曲线。
收 稿 日期 : 2 0 1 3— 0 1— 2 8
基金项 目: 国家 自然 科 学 基 金 青 年 科 学 基 金 项 目
的, 且注量率分 布是不变的, 可以通过泄漏中子 的强度监测来 实现堆功 率 的监 测 J 。若探 测 器的响应时间远小于爆发脉冲的时间, 则探测
8 4 3
器 的输 出电流 , ( £ ) 与中子 数 n ( t ) 的关 系 .

2 . 2 大线 性 电流
, ( t )= ( £ )
第3 3卷
2 0 1 3年
第 7期
7月
核 电子学 与探 测技术

中子和电子辐照诱发硅NPN晶体管负电容现象的机理分析

中子和电子辐照诱发硅NPN晶体管负电容现象的机理分析

表明, 半导 体器件 的 NC现象 主要是 由测试 设备 的寄 生 电感 和 校准偏 差造 成 的雎 ] 。但 是随着 实 验条 件 的改 善 和 NC现 象 的可精 确重 复性 , 个解 释显得 十 分牵 强 。后 来人 们 普 遍认 为 半 导体 器 件 的 NC现 象 是 由器 件 内 这 部 因素引 起 的 , 而非 外部 原 因造 成 。对于 同质结 半导 体 器件 的研究 表 明 , 成半 导 体器 件 NC现 象 的原 因 有 : 造 电流滞 后 于 电压 , 导 电流 的虚 数部 分大 于位移 电流 , 传 以及接 触 电极 和 界 面 的影 响l 。进一 步 研究 发 现 , 导 _ 3 ] 半 体器件 体 内存在 的 陷阱使 得 电子 空穴 对 复合 是 出现 NC现象 的重要 原 因_ ] 4 。半 导 体器 件 NC现 象 的物 理 机
理 和定量计 算上 也获 得 了较大进 展 _ 。尽管 如此 , l 6 ] 中子和 电子辐 照后双 极 型晶体 管 的 NC现象鲜 见 报道 , 中子 辐照 和 电子 辐照 后双极 型 晶体 管电容 特性 的退化 机理 也没有 详尽 的区分 。辐照 后双极 型 晶体管 电容特性 发生 严重退 化 , 这对 于工作 于空 间环境 下 的 电子 系统 的稳 定性 将产 生 非 常不 利 的影 响 。由 于人们 对 硅 双极 型 晶体
实 验样 品选 用型 号为 C 0 0的双极 型 NP 晶体管 , 照 温度 为 室 温 。使用 KE THL Y 5 0C 26 N 辐 I E 9 V ANA—
L E YZ R电容 电压分 析仪 测试 晶体管 辐 照前 后 各结 电容一 电压特 性 , 量信 号 频 率 为 1MHz测 量01 0月
强 激 光 与 . 粒 子 束

电桥应力系统在强脉冲中子场中的辐照效应

电桥应力系统在强脉冲中子场中的辐照效应

13 P ) 3 . a。计算结果与国外文献中实验测量结果符合得较好。 3


墨 萎
0 l O 2 0 3 O 4 0
泵浦 功 率, g - .n i
图 1 ArX - e体系 波长 为 17 m 激光 的小 讯号 增益 .31 a 随 泵浦 功率 的变 化



之 幽删 丑鳞 图 1 屯桥应 力系统 原理框 图

\ ∞6 8 5 0 0 1 0 0 0 0 0
t a /l S

图 2 脉 冲 中子波 形 和 电桥 系统 输 出的对应 关系
对于 “ 下冲”峰的出现 ,目 前较流行的有负应变、热输出和辐照效应这 3 种解释。分析认为负应变 的 观点违背了能量守恒的事实,形式上更像混淆了压应力和应变的关系;而与热输出的观点不相适应的是脉 冲持续时间和热传导时间的显著差异,此外热输出的幅值也与 “ 下冲”峰幅度相去甚远;比较而言辐照效 应的解释更为合理可信,当电阻材料处在 中子辐射场 中时,中子可 以充分地靠近材料晶格原子的原子核, 与原子核产生弹性碰撞,晶格原子在碰撞过程中得到能量 ,从而离开正常的点阵位置成为晶格中的间隙原 子,并在原来的位置留下一个空隙,间隙原子和空位的出现 改变了材料的导电性能,宏观体现为电阻值 的
核物理 与等 离子体物理 2 7
气 体 的能级 结 构和 寿命 的基础 上 , 建立 了核激 励 A x 气 体 等离子 体浓 度 的平衡 方程 , 卜 e 这些 离子 包括 A r,
Ar ,Ar s s,6p s ,4 ) 2 + ( ,4 s ,5p p ,At ,Xe ,X 2,( Xe) ,A X 4 2 e Ar r e ,xes) (f,xeS ) e7 ) (d ,X (p,Xe7) (s,

电子辐照对SiC功率MOSFET器件动态特性的影响机理

电子辐照对SiC功率MOSFET器件动态特性的影响机理

电子辐照对SiC功率MOSFET器件动态特性的影响机理付祥和;赵小龙;彭文博;郭书文;蔡亚辉;贺永宁【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2022(56)11【摘要】针对SiC功率场效应晶体管在太空、核工业等高能粒子辐照环境下应用时的老化失效问题,以1200 V SiC MOSFET器件为对象,研究了电子辐照对SiC MOSFET器件动态特性影响及机理。

在10 MeV电子束下对SiC MOSFET器件进行200 kGy剂量的辐照;然后,采用双脉冲测试电路对SiC MOSFET器件进行开关测试,并提取开关速度以及开关瞬态能量损耗等参数;接着对器件进行静态特性测试得到器件的阈值电压、栅极电阻、寄生电容等参数;最后,对比辐照与未辐照器件动态和静态特性参数变化分析电子辐照对SiC MOSFET器件动态特性影响机理。

分析结果表明:在漏极电压800 V、漏极电流15 A、栅极外接电阻200Ω的测试条件下,辐照后器件开启延迟时间减小11.6 ns,开启瞬态能量损耗减小0.18μJ,关断延迟时间增大48.4 ns,关断瞬态能量损耗增大0.11μJ。

结合器件静态特性参数分析发现:辐照后氧化层中正固定电荷增加7.14×10^(11)cm^(-2),器件阈值电压减小1.5 V;电子辐照在氧化层中电离产生电子空穴对,氧化层陷阱捕获空穴形成带正电的固定电荷,使得器件阈值电压减小,这是导致器件在电子辐照后开启速度变快,关断速度变慢的主要原因。

该研究结果可为SiC功率器件在辐照环境中的应用以及制造厂商提高SiC MOSFET在辐照环境中的可靠性提供一定的参考。

【总页数】9页(P95-103)【作者】付祥和;赵小龙;彭文博;郭书文;蔡亚辉;贺永宁【作者单位】西安交通大学电子与信息学部;西安市微纳电子与系统集成重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TN386.1【相关文献】1.基于Simulink的SiC MOSFET功率器件建模2.基于Simulink的SiC MOSFET 功率器件建模3.SiC MOSFET功率器件标准研究4.硅功率器件的电子辐照效应及其机理5.SiC JBS二极管和SiC MOSFET的空间辐照效应及机理因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

CFBR-Ⅱ堆脉冲中子注量测量

CFBR-Ⅱ堆脉冲中子注量测量
第 28 卷 第 5 期( 增刊 )
2 0 0 7 年 1l 月
核动 力工程
Nuclear Power Engineering
Vo l. 2 8 . N Ov .
No.5(S1)
2 0 0 7
文章编号: 0258-0926(2007)05(S1)-0037-03
CFBR- II 堆脉冲中子注量测量
李建胜,王 强, 郑 春,高仁珍, 吴建华
测量中, 在A 点放置一 s 活化片, 100W 高功 经
K=一 一 卫
了 J . 、
. 、 、. 〕户 r
.-0N,,,FA
(6)
率 续 照 用R 度 测 活 片’ 连 辐 后, 活 计 量s 化 2 S(n, P)3p 的 计 率, 2 R 数 对A点 测 系 完 刻 和 量 统 成 度;
爆发脉冲前, 于A 点放置另一 S 活化片, 经过脉 冲辐照后测量其p计数率, 通过计算可以得到 A
用具有重要意义。
点的脉冲中子注量。
设。 时刻在中 子注量率为必 处放置一 s 活化 片, s 活化片的比 则 活度Am和R 计数率 nm 分别

A m=Nm p(1一 T r o'r e-A)rte-a nm=A 今 m
(1 ) (2)
式中, 为 Nm 单位质 量s活 所 3 化片 含 2s原子核 数;
率。
脉冲辐照后t 时刻的S活化片的比活度呱 和
p计数率nm 分别为 A A rro。 m” Nm 一 ‘ n盆 A' -P 二.

2 . 、
,、 j ..

厂 声 . 、
月、 峥.J

2
原理和方法 在低功率稳态运行时, 对辐照空间内任一点,

双极晶体管中子注量探测器的标定

双极晶体管中子注量探测器的标定

第30卷第9期 强激光与粒子束Vol.30,No. 9 2018 年 9 月HIGH POWER LASER AND PARTICLE BEAMS Se P.,2018双极晶体管中子注量探测器的标定<冯加明12,邹德慧s范晓强s葛良全2,吴琨霖s罗军益s孙文清s艾自辉1(1.中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳621900;2.成都理工大学核技术与自动化工程学院,成都610000)摘要:双极晶体管经中子辐照后会引起直流增益退化,在109〜1016cm-2的注量范围内,其直流增益 倒数变化与辐照中子注量呈线性关系。

对直流增益退化的双极晶体管进行高温退火,能使受到辐射损伤的双极晶体管性能恢复。

鉴于此,将双极晶体管进行逆向工程应用,制作成中子注量探测器,经标定后,可实现对中子注量的监测。

对探测器的装配结构进行设计后,依托中国工程物理研究院快中子脉冲堆(CFBR-n),在1012〜1013cm-2的注量范围对3DK2222A型探测器和在1013cm-2的注量范围对3DG121C型探测器进行标定。

在得到探测器损伤常数K的分散性存在较小和较大的两种情况下,确定了分散性较小时的有效取值和应用方法,以及在分散性较大时,采取标定的损伤常数K只能应用在同只探测器上的方案,并通过高温退火实验证实了该方案的可行性。

关键词:双极晶体管;中子注量探测器;损伤常数;高温退火;标定技术中图分类号:TL814 文献标志码:A doi:10. 11884/HPLPB201830. 180138利用双极晶体管探测器监测中子注量已经经过多次实验验证并投入应用13],国外发布了相关测量标 准[4],国内也在编制行业标准,该种类型中子注量探测器的一项重要指标是损伤常数。

损伤常数是实现不同监 测位置中子注量转换的桥梁,该参数通过探测器的标定环节得到。

国内外对该类探测器的研究都提及了标定 这一关键步骤,但基本上是针对不确定度这一因素展幵分析,如不确定度的来源以及各种来源的不确定度大小 等。

基于CFBR-Ⅱ堆不同n/γ值生成技术

基于CFBR-Ⅱ堆不同n/γ值生成技术

基于CFBR-Ⅱ堆不同n/γ值生成技术
李俊杰;邱东
【期刊名称】《工程物理研究院科技年报》
【年(卷),期】2006(000)001
【摘要】由于CFBR-Ⅱ堆裂变材料裂变放出中子的同时,总伴随有γ射线产生,当样品进行中子辐照的同时,不可避免地受到γ照射,而γ照射同样会对样品具有损伤效应。

用户希望对中子辐照时γ照射的影响规律开展研究,研究工作需要提供不同n/γ值辐射场。

为此,将在CFBR-Ⅱ堆上开展不同n/γ值辐射场生成技术研究。

【总页数】2页(P65-66)
【作者】李俊杰;邱东
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】O431
【相关文献】
1.基于MCNP程序的压水堆不同方式换料后反应堆物理分析 [J], 徐启;张弓
2.基于CFBR-Ⅱ堆中子辐射场的硅整流二极管辐照效应试验研究 [J], 邱东;邹德慧
3.CFBR-Ⅱ堆脉冲产额超额定值事件概率浅析 [J], 卢伟;范晓强;李茂辉
4.基于三极管的CFBR-Ⅱ堆辐射损伤常数测定 [J], 邹德慧;邱东
5.基于DSP的CFBR-Ⅱ堆周期测量仪研究 [J], 白忠雄
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二极管电子辐射效应的研究

二极管电子辐射效应的研究

二极管电子辐射效应的研究
唐方元;齐鸾亭
【期刊名称】《四川大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】1994(031)002
【摘要】利用电子辐照小功率二极管的研究结果表明,电子辐射可引起硅中少子寿命降低,二极管正向压降增加和零偏电容减少;还可引入三个缺陷能级:氧空位E1(Ec-0.17eV)、双空位E2(Ec-0.23eV)和E3(Ec-0.39eV)。

讨论了小功率二极管辐照后反恢时间下正向压降的兼容性。

认为减少功率二极管的基区宽度是改善兼容性的有效方法。

【总页数】3页(P184-186)
【作者】唐方元;齐鸾亭
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TN31
【相关文献】
1.太阳电池组件高能电子辐射效应研究 [J], 张永泰;秦玮;杨艳斌;于强;姜海富;柴丽华
2.在不同热氧化条件下SiO2—Si结构的电子辐射效应研究 [J], 谢茂浓
3.空间高速InGaAs-PIN光电二极管辐射损伤效应试验研究 [J], 高欣;王俊;冯展祖;汪伟;杨生胜;尹飞;黄新宁;薛玉雄;把得东
4.宇航用硅基高压快恢复整流二极管单粒子烧毁效应研究 [J], 刘艳秋; 张洪伟; 于
庆奎; 石文坤; 梅博; 李鹏伟; 周嵘; 曹爽
5.温度及功率变化研究电子辐射
GaAs电池的热淬灭效应 [J], 刘晏妤;吴锐;王君玲;刘俊;鄢刚;王荣
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硅离子注入硅辐照效应的计算机模拟研究

硅离子注入硅辐照效应的计算机模拟研究

硅离子注入硅辐照效应的计算机模拟研究
郑贤利;张泊丽;刘敏;夏艳芳;赵修良;赵越;宁晓波
【期刊名称】《材料导报:纳米与新材料专辑》
【年(卷),期】2016(030)001
【摘要】利用SRIM软件计算模拟不同能量的硅离子注入硅靶的作用过程、能量损失、硅靶损伤情况。

结果表明,随入射硅离子能量的增加,其运动方向偏离入射方向的程度越来越大,且平均投影射程越来越大;硅靶的损伤区域越来越大,且级联损伤占总损伤的比例也越来越大;电离能损、声子能损不断增大,且电离能损随能量的变化近似为一直线;电离能损占总能损的比例不断增加,声子能损占总能损的比例不断减少;位错、空位和替位碰撞的数量都不断地增大。

【总页数】4页(P184-186,190)
【作者】郑贤利;张泊丽;刘敏;夏艳芳;赵修良;赵越;宁晓波
【作者单位】南华大学核科学技术学院,衡阳421001
【正文语种】中文
【中图分类】TB321
【相关文献】
1.高能氦粒子对N型磷掺杂硅半导体辐照效应的模拟研究
2.用硅离子注入方法制备的纳米硅的拉曼散射研究
3.用硅离子注入SiO2层方法制备的纳米硅的光学性质
4.硅、锗和氩离子注入富硅二氧化硅的电致发光
5.PF_n^+离子注入硅的快速热退火及其在多晶硅太阳电池中的应用
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硅中场致光整流效应的研究

硅中场致光整流效应的研究

硅中场致光整流效应的研究硅中场致光整流效应的研究硅中场致光整流效应的研究韩焕鹏1,张晓婷21 中国电子科技集团公司第四十六所半导体材料事业部,天津(300220)2 吉林大学,长春(130012)E-mail :摘要:本文简要介绍了光整流效应的产生、发展、应用情况以及光整流的基本理论。

推导了硅中的光整流效应,并通过观测Si/Al肖特基势垒受光照时产生的光生电压与光波偏振方向和晶向的变化关系的实验, 发现了光生电压的各向异性规律, 并确定这是由于内建电场的存在使晶体对称性被破坏, 产生二阶非线性效应的光整流, 光整流产生的直流电场又与内建电场相互作用的结果。

关键词:电场诱导,光整流效应,光生电压1 光整流效应产生、发展和应用1962年,Armstrong 等人首先理论上预见到光整流效应[1]。

同年Bass 等人在实验上观察到这一现象[2]。

他们使用KDP 和KD P 晶体,在垂直晶体光轴的晶体表面上安装电极,用Q 开关红宝石激光束照射,结果在电极两端测量出大约几百微伏的直流电压。

1968年,Brienza 等人用重复频率为275MHz 的铷玻璃锁模激光脉冲和LiNbO 3、KDP 晶体进行了皮秒10-12s 脉冲的光整流实验,他们用光谱分析仪在275MHz 的许多高次谐波(直到大约9GHz) 频率上都观测到了整流信号。

1977年,Morris 和Shen [3]建议用皮秒脉冲光整流来产生毫米波和远红外波,并指出为增强某一频率分量而应采用的相位匹配方法。

同年,Yang 等人用这个方法获得了频率直到400GHz 的相位匹配辐射。

以后人们陆续开展了关于这个效应的皮秒时间范围的研究。

需要指出的是,光整流效应的物理机制并不只是反电光效应。

1972年,Auston 等人证实:在热释电晶体中,能产生整流电极化强度的物理机制,除了反电光效应之外,还有热释电效应和激发态偶极子效应。

后两个效应所产生的整流电极化强度P 可以用下面的方程式描述,即∂P 1α∂P 3(1−η) 2∆µ +P =I (t ) +() I (t ′) d t ′ (1-1) ∫∂t τ=ωτ−∞Cν∂t上式中,τ是上能级弛豫时间;α是线性吸收常数;C ν是比热;(是热电系数; I (t ) ∂t是光强;∆µ是激发态和基态的偶极矩差;η是辐射量子效率。

252 Cf中子源辐照钚部件安全性评估

252 Cf中子源辐照钚部件安全性评估

252 Cf中子源辐照钚部件安全性评估李虹轶;郭春营;林源根;宋天莉;许伟【期刊名称】《核电子学与探测技术》【年(卷),期】2016(036)008【摘要】在分析252 Cf中子源辐照钚部件产热机理基础上,应用 MC法计算了钚部件裂变热功率以及252 Cf源γ射线能量沉积热功率;建立理论模型,计算了钚部件冷却过程中衰变热。

相比自发衰变热功率,典型中子源强照射下钚部件的热效应并不严重。

利用缓发γ能谱近似模型,计算了拟人体外照射剂量。

与国际放射防护委员会( ICRP)建议值相比,典型中子源强照射下操作人员接受的辐射剂量在安全范围内。

【总页数】5页(P825-829)【作者】李虹轶;郭春营;林源根;宋天莉;许伟【作者单位】北京市清河大楼子六,北京100094;北京市清河大楼子六,北京100094;北京市清河大楼子六,北京100094;北京市清河大楼子六,北京100094;北京市清河大楼子六,北京100094【正文语种】中文【中图分类】TL99【相关文献】1.MC法优化设计252 Cf中子源辐射屏蔽装置 [J], 马桥;刘明哲;刘德明;刘冉2.252Cf中子源替代241Am-Be中子测井源的方案探讨 [J], 侯燕妮;谢小钦3.利用示踪252Cf中子源的材料鉴别技术 [J], 郝昕;L. Sajo-Bohus;竺礼华;L. Stevanato;D. Fabris;M. Lunardon;S. Moretto;G. Nebbia;S. Pesente;G. Viesti4.一种仿252Cf中子源脉冲信号频谱分析的FPGA设计与实现 [J], 李鹏程;魏彪5.基于LabVIEW的252Cf中子源频谱分析 [J], 米德伶;李鹏程因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

多量子阱激光二极管质子辐射效应及其退火特性

多量子阱激光二极管质子辐射效应及其退火特性

多量子阱激光二极管质子辐射效应及其退火特性
黄绍艳;刘敏波;唐本奇;陈伟;肖志刚;王祖军;张勇
【期刊名称】《强激光与粒子束》
【年(卷),期】2009(021)009
【摘要】为严重.激光二极管辐射损伤存在着正向偏置退火效应,FP和DFB结构的二极管具有相似的加电退火规律,均可拟合成指数衰减形式,退火曲线可以分成退火常数不同的几段进行拟合.正向偏置退火效应使得辐照期间,处于加电状态的激光二极管比处于短路状态的激光二极管退化程度有所减弱.
【总页数】6页(P1405-1410)
【作者】黄绍艳;刘敏波;唐本奇;陈伟;肖志刚;王祖军;张勇
【作者单位】西北核技术研究所,西安710024;西北核技术研究所,西安710024;西北核技术研究所,西安710024;西北核技术研究所,西安710024;西北核技术研究所,西安710024;西北核技术研究所,西安710024;西北核技术研究所,西安710024【正文语种】中文
【中图分类】TN248.8
【相关文献】
1.室温准连续多量子阱二极管激光器调谐特性 [J], 杜振辉;翟雅琼;胡波;齐汝宾
2.质子辐射环境下PNP输入双极运算放大器辐照效应与退火特性 [J], 姜柯;陆妩;马武英;郭旗;何承发;王信;曾俊哲;刘默涵
3.InGaAsP多量子阱激光二极管及其组件的γ辐射效应 [J], 黄绍艳;刘敏波;王祖军;唐本奇;肖志刚;张勇
4.电子辐射环境中NPN输入双极运算放大器的辐射效应和退火特性 [J], 姜柯;陆妩;胡天乐;王信;郭旗;何承发;刘默涵;李小龙
5.基于超强脉冲激光的医用质子辐射束特性研究 [J], 牟洪臣;王光昶;梁栋;陈旭;张建炜;郑志坚
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流二极管来说 ,缺陷可作为陷阱,束缚多数载流 子不参与导电 ,从而降低整流二极管 的纯参杂浓
度( 辐照效应 ) 宏观体现为整流二极管正向压降 , ( 效应参数 ) 的变化 。在忽略二极管结压降和材
料迁移率随中子辐照注量变化 的情况下 ,陈盘训 学者给 出了二极管正 向压降随辐照中子注量变化
律 。 验结 果 表 明 :以正 向压降 为观 测效 应参 数 的硅 整 流二极 管 对 于 C B -I 试 F R I堆泄 漏 中子 能谱 的试 验 损 伤 常 数在 34 l Vc 围 ,硅整 流二极 管正 向压 降 随 中子注量 的变化 近似 遵 从指 数增 长规 律 。 ~ ×0 ・ 范 m 关键 词 :快 中子脉 冲反 应堆 ;硅 整流 二极 管 ;辐 照效 应
第 3 卷 第 1期 1
2 0 O l
核 动 力 工 程
Nu l a we gi e rn c e rPo rEn n e i g
V 1 b .31 .NO 1 .
F b 1 e .2 0 O Nhomakorabea年 2 月
文章编号 :0 5 —9 62 1) 10 2 -4 2 80 2 (0 00 - 170
v() o ・ FO - =k ( 2)
性碰撞 。晶格原子在碰撞过程中得到能量 , 而 从 离开它正常的点 阵位置 ,成为晶格中的间隙原子
式 中,k 为试验损伤常数 ,V c ・ 。事实上 ,当通 m
( 原位置则 留下一个空穴 )空穴和间隙原子能够 。 复合 ,但如果中子能量足够大 ,间隙原子将获得
的关 系式 :

C B -I 与其他辐射源间等效性关系的需求 。 FRI 堆 本 工 作 以 硅 整 流 二 极 管 为 研 究 对 象 ,以 C B .I 为试验平 台,通过系统 的专项试验研 FRI 堆 究获得 了选定器件 的实验损伤常数 ,为建立辐照 损伤等效性关系提供 了试验依据 ,同时还验证 了
基 于 CF R I堆 中子辐射 场 的硅 整流 二极 管 B .I 辐照效应 试验研 究
邱 东 ,邹德慧
( 中国工程物理研究院 ,四川绵阳,610 ) 290
摘 要:以中国第 J号快中子脉冲反应堆 ( F R I ) I C B - 为试验平台, I 采用高功率稳定和多注量点拟合的
试 验 方 法 测定 了典 型硅 整 流 二极 管 的 中子辐 照实 验损 伤 常 数 ,验 证 了硅 整 流二 极 管 的 中子 辐 射损 伤规
硅整流二极管 的中子辐照损伤规律 。
I () n o × n 一I =
( ) 1
式中 , () 和 0 分别为辐照后和辐照前二极管
的正向压降 , R为二极管的多数载流子去除率 , V; m lm;n 为辐照前二极管 的基 区参杂浓度 , oc / n
m l m ; 为辐照中子注量 , m 。式 ( ) oc / c~ 1 是基
p A
l0 1 0V
说 ,当器件选定以后 ,k 只与辐射源 的能谱相关 。
表 1 2 P 0和 2 P 0的测试及筛选条件 C5 C6
r b e 1 T s a d F l a i n Co d to s I l l t n i r t n i n l a e t o i f r2 5 n CP 0 o CP 0a d 2 6


成缺陷群 。对于以多数载流子为导电机理的硅整
评估提供直接的实验依据 。根据文献 ,在 国内已 经开展 的诸多分离器件的中子辐照效应试验研究 中,试验对象主要侧重晶体三极管 ,二极管相对 较少 。随着研究工作的不断深入 ,中国第 1 I 号快
中子脉冲反应堆 ( F R I ) C B .I 逐渐成为 国内辐照 效应 试验研 究 的主要 平 台 ,同时也提 出了建立
收稿 日期 :20 01 ;修 回 日期 :2 0.1 5 0 91—0 091- 0
过试验手段来定出式 ( 1 )中的比值R. 时,也 /
可将其称之为试验损伤常数 。因此 ,k是与辐射
18 2
核 动 力 工 程
V 13 . . . 0 0 b. 1No 12 1
源本身属性 ( 如能谱 ) 密切相关的量 ,更确切地
中 图分 类 号 :T l N1 l 文献 标识 码 :A
1 引 言
分 离 电子元 器 件 的抗 中子辐 照性 能 是 器件 选
足够的能量以至于产生不可复合的位移 ,形成弗 仑克尔缺陷。同时 ,位移的间隙原子在移动过程 中又可以使晶格内的更多原子产生位移 ,进而形
择和后续 电子学系统组建需要考虑的重要指标之 中子辐照效应试验研究为器件的抗辐射性能
显然 ,k值的这一特性为建立不同辐射源间的辐 射损伤等效性关系提供了一条简明而且适用 的技 术 路线 。
测 试和 筛选参 数 型 号 反 向击穿 电压 测 试条 件 正 向 压降 p 筛选 条件 筛 选条 件 测 试条 件
3 辐照试 验
31 试验样品的选择 . 参照早期试验经验 ,同时依据半导体器件 中 子 辐照 试 验 的一般 性 要求 【,确 定试 验样 品 的选 3 】
2 硅 整流二极 管的 中子辐照损伤机理
中子不带电 ,穿透能力极强 ,可以充分靠近
被 辐照 材 料 晶格 原 子 的原 子 核 ,与 原子 核 产生 弹
于粒子输运理论和中子辐照损伤机理导出的近似 关系式 【。李继 国研究员则基于实践经验给出了 1 J 另一种线性近似模式 ,其表达式为【: 2 J
择原 则如 下 :
反 向 电 压 2 P 0 10 C 5 40V反 向 6 O 0~ 电流 5u A l0 10V
正 向 电 流 0 7  ̄ . 8V 6 07 l0 O mA

反 向 电 压 2 P O 10 C 6 50V反 向 6 0
电流 5
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