CMOS抗总剂量辐照原理及先进加固器件

CMOS抗总剂量辐照原理及先进加固器件CMOS抗总剂量辐照原理主要涉及两个方面：电子辐射和离子辐射。

电子辐射主要包括电离辐射和激发辐射，它们会产生大量的自由电子和电
离空穴。

这些电荷载流子会在CMOS设备的极化电荷区域中引起互相之间
的空间电荷中和，导致电荷收集效应的增加。

离子辐射主要指高能粒子的
撞击效应，使得晶体中的原子受到散射和位移。

这些原子位移会导致晶格
缺陷的形成，从而使电子迁移率下降和载流子电流增大。

为了提高CMOS技术在高剂量辐照环境下的抗干扰性能，目前采用了
多种加固手段。

首先，人们引入了特殊的材料，如硅-对氧化硅-氮化硅
（Si-SiO2-SiN）结构，以提高CMOS技术的辐射稳定性。

这种结构具有很
高的密度和低的直接穿隧电流，可有效降低器件的电荷收集效应。

其次，
人们研究并应用了特殊的器件结构，如金属栅氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和硅上绝缘体（SOI）器件。

MOSFET中的薄绝缘层能够阻止电容
分布，从而降低了电荷集中效应引起的功耗增加。

SOI器件呈现了良好的
辐射耐受性和较低的阈值电压，主要归功于薄硅层和氧化绝缘体之间的强
电场。

此外，人们还研究了特殊的工艺技术，如首段辐照和掺杂局部硅等，以提高CMOS设备的抗辐照能力。

综上所述，CMOS抗总剂量辐照的原理主要包括电子辐射和离子辐射。

为了提高CMOS技术在高剂量辐照环境下的抗干扰性能，人们研究开发了
一系列先进的加固器件，如采用特殊材料、特殊结构和特殊工艺技术等。

这些先进的加固器件使得CMOS技术在高剂量辐照环境下具有更好的电流
容忍性和辐射稳定性，从而为半导体器件的应用提供了更大的可靠性。