国外电子元器件抗辐射加固技术发展综述

抗辐射技术调研

单粒子效应
抗辐射单元结构：
单粒子效应
抗辐射单元结构：
单粒子效应
抗辐射单元结构：
测试方法
美国军标对CMOS电路的功能正常判据有以下6条，超过这些标准则判定为失效:
(l)N沟道阈值电压最小为0.3V，即Vtn>0.3V; (2)P沟道阈值电压最大为2.8V，即Vtp<2.8V; (3)阈值电压漂移△Vth<=1.4V (4)功耗电流Iss<=100倍的最大规范值; (5)传输延迟时间:Tplh<=1.35倍最大规范值；Tphl<=1.35倍最大规范值; (6)功能正常。
芯片设计： 1. 太敏SoC架构设计 2. 开源Leon处理器最小系统构建 3. 外围IP模块设计/获得与验证 4. SRAM及控制器设计 5. 阈值与质心计算信号处理算法IP核设计 6. JTAG、RS422 IP核设计 7. 关键模拟三模冗余设计 8. 太敏SoC系统集成与验证 9. FPGA原型验证与软件调试 10.抗辐射性能评估
单粒子效应
单粒子效应（SEE）：是指高能带电粒子在穿过微电子器件的灵敏区时，沉积能量，产生足够数量的电荷，这些电荷被器件电极收集后，造成器件逻辑状态的非正常改变或器件损坏
单粒子翻转（SEU）、单粒子闩锁（SEL）、单粒子烧毁
（SEB）、单粒子瞬态脉冲（SET）、单粒子功能中断（SEFI）
单粒子效应
总剂量效应
TID加固设计技术：环形栅、加保护环和H结构、源／漏注入控制在薄氧区域、采用无边缘N型晶体管等
总剂量效应
国外文献报导： 1. 随着IC集成规模和加工精度的提高，栅氧的厚度逐渐减小， TID效应也在减小。当栅氧的厚度低于10nm时，栅氧的TID加固就不存在了，主要的加固问题放在场氧的横向结构，用浅槽隔离方法(STI)来解决。当CMOS沟道长度<100nm、栅氧的厚度低于4nm时，TID效应引起的阈值电压漂移已不再是问题 2. 基于薄SiO2的栅介质不再受标准辐射引起的影响（如在氧化物层中堆集正电荷和形成界面态）的困扰，使得其在本质上就能强力抗御总剂量损伤。对于特征尺寸相当的极小尺寸器件（最大约几百纳米），重离子在栅介质中诱发的离化损伤可能引起辐射致漏电流（RILC）、辐射致软击穿（RSB）、单次栅断裂（SEGR）或潜在损伤的产生，微剂量效应是重离子撞击产生的，较之TID损伤，它以更为局部的方式引起充电和缺陷生成。

国外电子元器件可靠性试验情报跟踪

４．１ＫＧＤ技术发展现状
电子系统中模块化和小型化发展的迫切需求使ＫＧＤ技术在国外发展非常迅速，美国航空航天局（ＮＡＳＡ）为了满足空间应用对ＭＣＭ的需求制定了ＫＧＤ保证计划，提出了ＫＧＤ的测试和可靠性是保证空间用ＭＣＭ的关键技术之一，并制定了空间应用ＫＧＤ保证技术导则。美国电子工业协会（ＥＩＡ）在１９９６年颁布了有关ＫＧＤ的ＪＥＤＥＣ标准，日本电子工业协会（ＥＩＡＪ）在１９９９年也颁布了自己的ＫＧＤ标准，对ＫＧＤ质量和可靠保证提出了指导性规范。北美的芯片产品协会（ＤＰＣ）是一个独立组
１引言
可靠性试验是评价和分析元器件可靠性的必要手段。它不仅能衡量产品的质量和可靠性水平，了解产品生产质量的稳定程度；还可以结合失效分析手段来发现产品中存在的问题，了解产品在不同的环境和应力条件下的失效模式，分析失效原因，找出薄弱的环节，采取相应的措施，以达到提高电子元器件可靠性水平的目的。本文对国外在电子元器件可靠性试验领域的最新进展进行了跟踪研究，并对集成电路测试、已知良好芯片（ＫＧＤ）技术和微机电系统（ＭＥＭＳ）等方面的可靠性技术进行了概括。
收稿日期：２００５－１０－１４作者简介：蔡少英（１９６４－），女，广东揭西人，信息产业部电子第五研究所赛宝信息研究中心高级工程师，主要从事科技情报
研究工作。
ＤＩＡＮＺＩＣＨＡＮＰＩＮＫＥＫＡＯＸＩＮＧＹＵＨＵＡＮＪＩＮＧＳＨＩＹＡＮ
１８９
庆祝信息产业部电子第五研究所建所５０周年
ｄ）由于半导体器件的特征尺寸越来越小，要发现器件的缺陷需要更高性能的检测手段。
３大规模集成电路测试技术
ＩＣ测试技术是发展ＩＣ产业的三大支撑技术之一，是保证其性能、质量的一个关键手段。因此，ＩＣ测试作为一个测试门类受到很多国家的高度重视。经过数十年的发展，ＩＣ测试技术随着ＩＣ技术的发展而迅速提高，市场规模也越来越大，１９９９年ＩＣ的自动测试设备（ＡＴＥ）销售额达到了３６亿美元。按美国ＶＬＳＩＲｅｓｅａｒｃｈ公司预测，未来几年ＩＣＡＴＥ销售额将以平均２５％的年增长率持续地提高。

SOI技术的抗辐照能力报告

SOI技术的抗辐照能力报告目录SOI技术的定义： (3)SOI技术的特点： (3)空间辐射问题： (5)电子元器件所受到的辐射效应分类 (7)常用的四种抗辐射材料： (7)SOI抗辐照技术 (8)SOI技术的抗辐射指标 (8)SOI技术和体硅CMOS技术两种技术抗辐射效应的对比 (8)SOI器件实例： (9)SOI技术的应用： (10)SOI技术国际主流公司： (10)SOI产业联盟： (11)国内SOI技术研究： (11)SOI技术的市场份额： (12)SOI技术的定义：SOI技术是指：在硅衬底上嵌入绝缘体埋层，再在埋层上生长单晶硅薄膜的材料制备技术。

SOI是英文Silicon On Insulator的缩写，指的是绝缘层上的硅。

SOI技术是指在绝缘层上形成一层具有一定厚度的单晶半导体硅薄膜的材料制备技术。

SOI材料可实现完全的介质隔离，与由PN结隔离的体硅相比，具有无闩锁、高速率、低功耗、集成度高、耐高温等特点，在便携式电子产品、航天、卫星通讯等领域均受到普遍重视，被称为“21世纪的微电子技术”。

SOI(Silicon-On-Insulator)字面意思是绝缘体上硅，可以理解为一种特殊结构的硅材料。

而SOI技术却包含非常丰富的内容。

SOI 技术也包括材料、器件和集成电路制造技术。

SOI技术的特点：SOI技术作为一种全介质隔离技术，有着许多体硅技术不可比拟的优越性。

在SOI技术中，器件仅制造于表面很薄的硅膜中，器件与衬底之间由一层隐埋氧化层隔开，正是这种独特的结构使得SOI技术具有了体硅器件所无法比拟的优点。

SOI CMOS器件具有功耗低、抗干扰能力强、集成密度高（隔离面积小）、速度高（寄生电容小）、工艺简单、抗辐照能力强，并彻底消除了体硅CMOS器件的寄生闩锁效应等优点。

随着SOI顶层硅膜厚度减薄到全耗尽工作状态（硅膜厚度小于有效耗尽区宽度）时，全耗尽的SOI 器件将比传统SOI 器件具有更优越的特性，这种全耗尽SOI 结构更适合于高性能ULSI 和VHSI 电路。

航天电子元器件抗辐照加固工艺

１．１太阳活动
太阳辐射是空间辐射环境中最活跃和最主要的
因素，太阳活动分为缓变型太阳活动和爆发型太阳活动，它们的辐射影响不同。前者主要成分为电子
和质子，发射粒子流的速度为３００ｋｒｎ／ｓ～９００ｋｍ／ｓ，后
ＤｏｃｕｍｅｎｔＣｏｄｅ：ＡＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：１Ｏ０１．３４７４Ｉ２０１３）０１．００４４ — ０３
由于我们的卫星及有效载荷在轨运行阶段脱离了大气层的保护，直接暴露在空间环境下，电子设备会受到辐射和重粒子的冲击而发生各种辐射效应，造成其工作的异常或故障，从国内外对航天事故的统计数据可以发现，４０％的故障源于空间辐射。
摘
要：介绍了空间辐射环境及电子元器件抗辐照处理的必要性；阐述了影响抗辐照加固性能的主要因素。
结合实际工程应用，对于抗辐照加固工艺过程进行了着重说明，列举了抗辐照加固环节所应注意的一些要点。
关键词：空间辐射；抗辐照加固；电子元器件中国分类号：ＴＮ６０５文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ３４７４（２０１３）０１－００４４ — ０３
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｌｎｔｒｏｄｕｃｅｓｐａｃｅｒａｄｉａｔｉｏｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｎｅｃｅｓｓｉｔｙｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ．

gan-hemt的发展历史

gan-hemt的发展历史gan-hemt（Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor）是一种基于氮化镓材料的高电子迁移率晶体管。

它在现代射频和微波应用中具有重要的地位，被广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。

gan-hemt的发展历史可以追溯到上世纪80年代，下面将为大家详细介绍gan-hemt的发展历程。

gan-hemt最早的雏形可以追溯到20世纪70年代，当时科学家们开始探索使用氮化镓材料制造高频功率器件。

但是由于材料制备和工艺技术的限制，直到80年代中期，gan-hemt才真正得到发展。

1985年，日本东京大学的研究团队首次制备出了原始的gan-hemt 器件，并进行了相关的实验研究。

当时，由于缺乏成熟的氮化镓材料和工艺技术，gan-hemt的性能和可靠性都存在一定的问题。

但是这一突破标志着gan-hemt的诞生，为后续的研究和发展奠定了基础。

随着研究的深入，gan-hemt的性能逐渐得到提升。

1990年，研究人员首次实现了gan-hemt的高电子迁移率效应，这使得gan-hemt具备了更高的工作频率和功率特性。

此后，gan-hemt开始在军事领域得到广泛应用，用于制造高频功率放大器和雷达系统。

1995年，科学家们首次实现了gan-hemt的高电子迁移率电子通道，并进一步提高了其性能。

这一突破使得gan-hemt在射频和微波领域的应用更加广泛，成为无线通信和卫星通信等领域的重要器件。

2000年代初，随着氮化镓材料制备技术的进一步发展，gan-hemt的性能得到了进一步提升。

研究人员成功实现了低电阻和高迁移率的氮化镓材料，使得gan-hemt的工作频率和功率特性得到了进一步提高。

这一时期，gan-hemt在通信和雷达系统中的应用逐渐增多，成为射频和微波领域的主流器件之一。

随着技术的进一步成熟，gan-hemt的性能不断提高。

研究人员通过优化材料和工艺技术，进一步降低了gan-hemt的电阻和噪声系数，提高了其工作频率和功率特性。

星载电子设备抗辐照分析及元器件选用

星载电子设备抗辐照分析及元器件选用自1971年至1986年期间,国外发射的39颗同步卫星因各种原因造成的故障共计1589次,其中与空间辐射有关的故障有1129次,占故障总数的71%,由此可见卫星和航天器的故障主要来源于空间辐射。

1、抗辐照分析空间辐照环境中的带电粒子会导致星载电子设备工作异常和器件的失效,严重影响航天器的可靠性和寿命。

星载电子设备在工作期间所遇到的辐照问题主要是受到空间高能粒子(重离子和质子)的影响。

1.1 总剂量效应总剂量效应指在电子器件的特性(电流、电压门限值、转换时间)发生重大变化前,器件所能承受的总吸收能量级,超过这个能量级后器件就不能正常工作(出现永久故障)。

该剂量用Rad(Si)即存积在1gSi中的能量来度量。

典型轨道预计辐射量见表1。

总剂量效应会引起星上电子器件的物理效应和电器效应如产生电子空穴对、影响载流子的流动、对双极型器件会降低其增益,对CMOS器件会使其阈值电压漂移、降低转换速率等。

另外在对某星载雷达所用CMOS器件进行总剂量实验时发现,总剂量效应在器件断电后会有一定的退火现象,但如果再加大辐射剂量,退火后的器件很快就不能工作。

所以对长寿命、高可靠的星载电子设备,必须考虑元器件的在轨期间的总剂量问题。

对于总剂量效应的防护可采用如下2种方法。

(1)选择半导体工艺:选择对宇宙射线不敏感的材料,CMOS蓝宝石硅片(SOS)工艺是目前最合适的工艺,但其成本高于其工艺。

(2)辐射屏蔽:卫星的结构框架以及电子设备的外壳的屏蔽作用可减轻辐射的影响,一般可减少2krad～3krad。

因为屏蔽材料本身有2次辐射,所以它并不能有效地防护高能粒子(宇宙射线)产生的影响。

2、单粒子效应空间辐照环境使星载电子器件产生单粒子现象(SEP)。

随着电子器件集成度不断提高,器件尺寸不断减小,星载电子设备也变得更加复杂,电子系统更易受到瞬态干扰,因此在星载电子系统的设计过程中不仅要考虑辐射总剂量的影响同时也要研究高能粒子引起的单粒子现象。

电离总剂量辐射效应及加固方法解析

目录一、辐射环境 (2)1.1 范艾伦辐射带 (2)1.1.1 内辐射带（Inner Belt） (3)1.1.2 外辐射带（Outer Belt） (3)1.2 宇宙线辐射环境 (3)1.2.1 银河宇宙线 (3)1.2.2 太阳宇宙线 (3)1.3 核爆辐射环境 (4)1.4 存在电离总剂量辐射的环境 (4)二、总剂量辐射损伤的产生机理 (4)三、电离总剂量辐射对器件的影响 (6)3.1 总剂量辐射对NMOS晶体管关态漏电流的影响 (6)3.2 总剂量辐射对VDMOS晶体管1/f噪声的影响 (7)3.3 总剂量辐射对SRAM静态功耗电流的影响 (8)3.4 总剂量辐射对SRAM功能的影响 (9)四、针对辐射损伤所采取的辐射加固方法 (9)4.1 环形栅结构 (10)4.2 H形栅结构 (13)4.3 P+保护环 (15)4.4 厚场氧旁附加薄场氧层 (16)电离总剂量辐射效应及加固方法解析起草人：丛忠超一、辐射环境辐射环境主要包括空间自然辐射环境和人造辐射环境两种。

其中，空间辐射环境又可以分为范.艾伦辐射带和宇宙射线两种，而人造辐射环境主要是指核武器爆炸和地面辐射模拟源两种。

下面针对上述辐射环境进行详细介绍。

1.1 范艾伦辐射带所谓地球辐射带就是指那些存在于地球周围的高能粒子集中的区域，一般存在于近层宇宙空间中，即距离地球100公里到几百公里的空间。

它是由美国科学家詹姆斯·范艾伦于1958年根据美国第一颗卫星的空间粒子探测得出结果推测发现的，因此被称为范·艾伦辐射带。

范.艾伦辐射带是由地磁场俘获高达几兆电子伏的电子以及高达几百兆电子伏的质子组成，其中只有很少百分比像O+这样的重粒子，其分布结构图如2.1所示。

由图可知，高能质子与高能电子主要分布在两个对称的集中区域，在赤道附近呈环状绕着地球，并向极地弯曲，这两个区域分别被称为内辐射带和外辐射带，简称内带与外带，其中距离地球较近的称为内带，距离地球较远的称为外带，它们共同组成了范艾伦辐射带，下面将分别介绍内带与外带。

星载计算机抗辐射加固技术

２栅年第ｌ期航天控制星载计算机抗辐射加固技术华更新王国良郭树玲北京控制工程研究所，北京１０００８０、ｊ氐ｂ摘要为掌握星载计算机系统级抗辐射加固技术，针对星栽计算机的抗辐射薄弱环节．研究抗辐射加固措施，完成了３８６日三机变结构原理样机。

重点研究了抗单粒子效应多机客错技术和存储器校验技术，抗总剂量效应屏蔽材料和屏蔽工艺。

最后研究了实时多任务操作系统及其抗辐射问题。

主题词星载计算机辐射加固单粒子效应总荆量效应您ｌｄｉａ廿∞Ｈ盯ｄｅｎｉｌ培艮｝ｃｈＩＩｉｑＩｌ瞪ｆｏｒｏｎ－ｂ０龇曰Ｃ伽叩哪ｔｅ璐ＨｕａＧ朋鲥ｎｗ锄ｇＧｕｏｌｉ粕ｇＧｕｏｓ｝ｎｄｉｎｇＢｅ玎峨ｈ蛄眦ｅｏｆｃｏｎ廿ｄＥＩｌｇｉｎｅｅｄｌｌｇ，Ｂｅ玎峨１删Ａｈ嘲ｚｋｆ７ｂ括蠡似ｍ耐越幻，砌蹴ｒ旃ｅ可咖ｍ如耐ｍｄ珏ｉＤｎ＾ｃＢ砘面１９蛔知矗砷螂一０Ｂｃ．Ｆ０ｒ妇１ｔ砌抽ｅ站ｏ，加兀．础｜ｆｏｎ＾ｄ，＿如ｎ打ｗ０Ｂｃ，伽ｋ糖删ｍＰ丘ｓｋｄ‘ｋ３８６麟ｐｍ∞印删如廊ｋｍ础加砌俐“叮㈣№．耽血㈣毗眦溉∞删ｄ—ｍｏｃｈ‘ｆ凹陀出ｍ如７呵口，“ｅ珊ｒ出。

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，耐蛇胁憎ＲＨ据商７“ｇ钾Ⅱ胛ｓｆ陇２涮．Ｓｕ蚰ｅｃｔｔｅｒ璐Ｏｎ－胁坷㈣掣妇ｒ（０Ｂｃ）删沁ｉｏｎ妇坷Ｂｒ嘶（ＲＨ）＆，北眦眦畔￡（ＳＥＵ）％ｄ；Ｍ掘ｎｇ如∞１引言星载计算机是卫星上的核心部件．主要用于卫星控制、星务管理、敏感器数据预处理等。

星载计算机有两种技术实现途径：一是采用高等级的抗辐射芯片来制造星载计算机，这种途径的优点是不用担心辐射问题，且不用采取冗余抗辐射措施；面临的问题是抗辐射芯片价格昂贵，批量小，制造周期长，采购困难，可选择的面也很窄。

二是选用合适的非加固器件来制造星载计算机，这种途径的优点是价格便宜，芯片采购容易，来源广泛；面｛Ｉ缶的问题是必须采取各种抗辐射措施来克服非加固器件抗辐射能力弱的缺点。

1MeV电子加速器与辐照加工

学术论坛科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald2331 辐射加工进展从20世纪60年代开始，国际上辐射加工产业就进入了快速发展期，尤其是美日等发达国家更是特别突出，通过政府扶持和市场拉动，已经形成了高效、节能、无污染的新兴产业。

90年代后许多国家级国际原子能机构都把核应用技术列入国家发展计划，欧共体各国开展了BRITE研究和发展计划，以推动高分子材料辐射改性；日本和美国制定了“推进辐射技术计划”。

美国的辐射技术主要在军转民用尤为突出，如高性能热缩材料及制品、经辐照处理的宇航食品等等；日本的辐射加工产业主要应用于高性能线缆、电子器件、功能性材料等方面，采用了电子束辐照预硫化技术工艺生产子午线轮胎，同时为轿车产业生产出多品种、高性能配件材料；英国政府实施了为支持英国企业发展核技术获得必要支持的一系列举措，以帮助本国的民用核工业，实现向低碳产业转型；法国、瑞士、韩国、印尼、菲律宾、马来西亚等国家都在积极的开展辐射化工产品的研究开发。

各国政府积极鼓励本国企业与科研机构合作, 开展以产业化为目标的辐射化工技术创新，许多交叉学科和应用技术应运而生，产生了许多新兴行业，取得了广泛的社会效益和经济效益[1]。

与美日等发达国家相比, 我国辐射化工产业存在很大的差距，虽然产品有10多大类，但是长期以来以辐射交联电线电缆和热缩材料两类产品为支撑, 主导产品种类少,产品结构简单,而美日等国除上述两类产品外,在PTC器件、发泡材料、轮胎硫化、EB涂层固化等领域都具有相当的规模。

为了尽快培育和壮大我国核技术应用产业，使核技术成为国民经济发展新的增长点，国家发展改革委于2004年起滚动实施民用非动力核技术高技术产业化专项，先后有近30 个项目陆续获得政策性支持。

其中专项支持的重点技术方向之一的辐射加工和材料改性技术包括辐照改性交联线缆，橡胶硫化、表面固化、发泡材料、碳化硅陶瓷纤维、离子注入等等。

超宽禁带半导体材料国内外研究进展及发展机遇与挑战

超宽禁带半导体材料国内外研究进展及发展机遇与挑战超宽禁带半导体材料是指能够在可见光范围外接近到红外甚至远红外波段都有良好的光电特性的半导体材料。

这种材料的研究对于高性能光电器件、激光器件、光电探测器件等方面具有非常重要的意义，也被广泛应用于光电通信、太阳能电池、红外探测等领域。

目前，超宽禁带半导体材料的研究在国内外已经取得了一定的进展。

国外在这方面的研究较早，并且积累了丰富的经验和成果。

美国、日本等国家的一些研究机构和大学在超宽禁带半导体材料研究方面取得了一些重要的突破，如碲化镉（CdTe）和碲化镉镓（Cd1-xZnxTe）等材料在光电器件中的应用已经取得了一定的商业成功。

而国内的研究主要集中在超宽禁带半导体材料的合成和器件应用方面。

一些大学和研究所在材料合成方面做了一些有意义的尝试，如采用化学气相沉积、分子束外延等技术合成超宽禁带半导体材料，并且研制出了一些高性能的光电器件。

但整体来看，国内在这一领域的研究与国外还存在一定的差距。

超宽禁带半导体材料的研究发展面临着一些机遇和挑战。

首先，随着光电通信、激光雷达、太阳能电池等领域的快速发展，对超宽禁带半导体材料的需求日益增加，市场前景广阔。

其次，随着科研技术的不断进步，材料合成和器件制备的技术水平不断提高，为超宽禁带半导体材料的研究提供了更多的可能性。

然而，超宽禁带半导体材料的研究也面临着一些挑战。

首先，由于材料的特殊性质和复杂性，合成技术和器件制备技术相对较难，需要投入大量的人力和物力。

其次，由于国内在这一领域的研究起步相对较晚，缺乏相关经验和积累，需要加大科研投入和人才培养力度。

总的来说，超宽禁带半导体材料是未来光电材料领域的一个重要方向，具有巨大的应用潜力和市场前景。

我国在这一领域的研究应该加强与国外的合作交流，加大科研投入，推动超宽禁带半导体材料的研究与应用，为我国光电材料产业的发展做出更大的贡献。

体硅集成电路版图抗辐射加固设计技术研究

体硅集成电路版图抗辐射加固设计技术研究田海燕;胡永强【摘要】Radiation effect is the ifrst problems we must face when circuit is used in space, it will arise the mistakes and invalidation of integrated circuit. In this paper, we analyze the effect of radiation for device, firstly. And for improving the questions when circuit used in space, we introduce the design measure of annular-gate, inversion-gate and defend Quenching effect from point of layout design for radiation hardened. When we design the integrated circuit which used in space, we could use these design measures which are talked in this paper. It could improve the circuit performance of radiate.%辐射效应是电路在太空等领域应用时遇到的首要问题，常常会引起电路出错或失效。

为了满足抗辐射电路设计的需求，必须提高电路抗辐射效应的能力。

文章分析了辐射效应对器件产生的影响。

针对电路在辐射环境中应用时存在的问题，文章从版图抗辐射设计加固的角度出发，介绍了抗总剂量的环形栅、倒比例器件，以及抗单粒子昆倾效应抗辐射版图的设计方法。

在电路设计时，通过上述几种版图设计方法的应用，可以提高电路的抗辐射性能，进而提高电路的可靠性。

进口电子元器件的风险分析与选用管理

进口电子元器件的风险分析与选用管理徐卫华;熊惠;郑立生【摘要】主要分析了国内选用进口电子元器件存在的典型风险,如:外国对中国出口管制;电子元器件更新换代导致停产断档;无铅电子元器件可靠性评估复杂;市场上混杂假冒伪劣元器件等.介绍了国外有关组织和机构针对上述风险所采取的优秀选用管理标准和方法,为国内合理地选用进口元器件提供借鉴和参考,以提高国内选用进口元器件的可靠性水平.【期刊名称】《电子产品可靠性与环境试验》【年(卷),期】2014(032)002【总页数】5页(P55-59)【关键词】进口元器件风险;风险分析;选用管理【作者】徐卫华;熊惠;郑立生【作者单位】工业和信息化部电子第五研究所,广东广州 510610;工业和信息化部电子第五研究所,广东广州 510610;空军驻广州深圳地区军事代表室,广东广州510310【正文语种】中文【中图分类】TN601;TB114.20 引言市场上的进口元器件的种类繁多，由代理商销售的产品质量良莠难分，生产厂家鱼目混珠，企业选择和使用进口元器件，不能光从元器件的功能和价格来选择，还应关注选用的电子元器件是否是在有保障水平下生产，是否能够持续地供货，以往的失效情况和可靠性趋势等。

本文重点研究分析了选用进口元器件存在的主要风险，并结合国外电子元器件选用管理标准和方法，为国内合理地选用进口元器件提供参考。

用于减轻采购、产品维修和后勤保障可能发生的问题，规避风险，提高进口元器件选用的可靠性水平。

1 进口电子元器件风险分析进口元器件具有成本低、功能强大的优势，产品设计不可避免地会选用进口元器件，多数企业认为进口元器件的供货量大，使用广泛，质量可靠，但实际上对选用进口元器件所掌握的信息量少、信息不全及信息滞后，对存在的风险分析和管理不到位。

这些问题都会影响采购、产品设计、试验、维修和后勤保障。

下文主要对进口元器件存在的典型风险（供货风险、使用无铅电子元器件风险和假冒伪劣器件风险）进行了研究分析。

SOI技术的抗辐照能力报告

SOI技术的抗辐照能力报告目录SOI技术的定义：3SOI技术的特点：3空间辐射问题：5电子元器件所受到的辐射效应分类7常用的四种抗辐射材料：7SOI抗辐照技术8SOI技术的抗辐射指标8SOI技术和体硅CMOS技术两种技术抗辐射效应的对比8 SOI器件实例：9SOI技术的应用：10SOI技术国际主流公司：10SOI产业联盟：11国内SOI技术研究：11SOI技术的市场份额：12SOI技术的定义：SOI技术是指：在硅衬底上嵌入绝缘体埋层，再在埋层上生长单晶硅薄膜的材料制备技术。

SOI是英文SiliconOnInsulator的缩写，指的是绝缘层上的硅。

SOI技术是指在绝缘层上形成一层具有一定厚度的单晶半导体硅薄膜的材料制备技术。

SOI材料可实现完全的介质隔离，与由PN结隔离的体硅相比，具有无闩锁、高速率、低功耗、集成度高、耐高温等特点，在便携式电子产品、航天、卫星通讯等领域均受到普遍重视，被称为“21世纪的微电子技术”。

SOI（Silicon-OnTnsulator）字面意思是绝缘体上硅，可以理解为一种特殊结构的硅材料。

而SOI技术却包含非常丰富的内容。

SOI技术也包括材料、器件和集成电路制造技术。

SOI技术的特点：SOI技术作为一种全介质隔离技术，有着许多体硅技术不可比拟的优越性。

在SOI技术中，器件仅制造于表面很薄的硅膜中，器件与衬底之间由一层隐埋氧化层隔开，正是这种独特的结构使得SOI技术具有了体硅器件所无法比拟的优点。

SOICMOS器件具有功耗低、抗干扰能力强、集成密度高（隔离面积小）、速度高（寄生电容小）、工艺简单、抗辐照能力强，并彻底消除了体硅CMOS器件的寄生闩锁效应等优点。

随着SOI 顶层硅膜厚度减薄到全耗尽工作状态（硅膜厚度小于有效耗尽区宽度）时，全耗尽的SOI器件将比传统SOI器件具有更优越的特性，这种全耗尽SOI结构更适合于高性能ULSI和VHSI电路。

综合来说，SOI器件和电路主要具有如下特点：A、抗辐照特性好：SOI技术采用全介质隔离结构，彻底消除了体硅CMOS电路的闩锁（latch-up）效应，且具有极小的结面积，因此具有非常好的抗软失效、瞬时辐照和单粒子（a粒子）翻转能力。

一种基于FPGA的抗辐射加固星载ASIC设计方法

一种基于FPGA的抗辐射加固星载ASIC设计方法常克武;王海涛;张弓;汪路元【摘要】针对静态随机存储器(SRAM)型现场可编程门阵列(FPGA)空间应用的问题,提出了基于FPGA星载抗辐射加固专用集成电路(ASIC)设计的全流程,并重点对扫描链设计、存储器内建自测试、自动向量生成、ASIC封装设计、散热设计、加电振动试验等关键点的设计方法和注意事项进行了介绍.通过设计、测试、封装、试验,实现了基于静态随机存储器型FPGA转化为抗辐射加固ASIC.ASIC抗辐射总剂量大于100 krad (Si),抗单粒子闩锁(SEL)阈值大于75 MeV· cm2/mg,抗单粒子翻转(SEU)阈值大于22 MeV· cm2/mg,满足空间应用的要求,具有很好的应用前景.【期刊名称】《航天器工程》【年(卷),期】2016(025)004【总页数】7页(P74-80)【关键词】专用集成电路;空间环境辐射;单粒子效应;设计流程【作者】常克武;王海涛;张弓;汪路元【作者单位】中国卫星导航系统管理办公室,北京 100054;北京空间飞行器总体设计部,北京 100094;北京空间飞行器总体设计部,北京 100094;北京空间飞行器总体设计部,北京 100094【正文语种】中文【中图分类】V473近年来，随着用户对提高卫星功能和性能要求的急迫增长，卫星系统对星载电子产品提出了集成度高、质量轻、体积小、功耗低等一系列要求，静态随机存储器(Static Random Acess Memorizer,SRAM)型现场可编程门阵列(FPGA)由于其集成度高、资源丰富、设计灵活、易于修改等特点在卫星上得到广泛应用[1]。

但是，由于卫星运行在空间辐射环境中，FPGA容易受太空射线影响而产生单粒子效应，并且器件的集成度越高，单粒子效应的影响就越显著，这严重影响和制约着航天电子仪器设备在轨工作的连续性和稳定性，严重影响了卫星性能的发挥。

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【摘要】随着半导体产业的进步以及空间技术和核工程的快速发展，越老越多的CMOS集成电路被应用于辐照环境当中。

因此CMOS电路面临着更加严峻的挑战。

为了保证CMOS集成电路在严苛条件下的性能表现以及可靠性，抗辐照加固技术应运而生。

本文从抗辐照加固的基本原理出发，分析了辐照失效的机理以及几种不同的失效模式，并简单介绍了几种不同的抗辐照加固结构。

关键词CMOS电路; 总剂量辐照加固;1 辐照失效机理集成电路在辐照环境下的机理大致有以下几种形式：⑴单粒子效应⑵总剂量效应⑶中子辐射效应⑷瞬时辐射效应⑸剂量增强效应⑹低计量率效应。

其中，导致器件失效的影响较大的辐射效应为总剂量效应（TID，Total Ionizing Dose）和单粒子效应（SEE，Single Event Effects）[1]。

下文将具体介绍这两种辐照效应的产生方式及其对电路单元的影响。

1.1 总剂量效应（TID）总剂量效应是当集成电路元器件长期处于辐射环境中时，多次粒子入射将会造成正电荷积累，从而引起器件性能发生退化甚至失效。

当航天器和武器型号中所使用的电子元器件工作在电离总剂量辐射环境中时，会遭遇高能粒子及光子的轰击，其工作参数及使用寿命不可避免地会受到影响和危害，严重时可引起航天系统失效，甚至导致不可想象的航天事故。

电离总剂量辐射对半导体元器件的影响主要体现在隔离二氧化硅层中，如：MOS结构的栅氧化物、隔离氧化物和SOI器件的BOX埋氧层等等。

辐射产生的电子会在几皮秒的时间内被扫出氧化层并被栅电极收集，而空穴会在栅极电场的作用下向Si/SiO2界面处缓慢运动。

然而，有些电子还没有来得及被扫出电场就已经又和空穴复合了。

没有发生复合反应的那部分电子空穴对被称为净电荷量。

没有被复合的空穴会在氧化层中以局域态的形式向界面处做阶跃运动。

当空穴运动到界面附近时，一部分会被界面处的空穴陷阱俘获，形成带正电的氧化物陷阱电荷。

9.CMOS集成电路抗辐射加固工艺技术研究.

哈尔滨理工大学硕士学位论文CMOS集成电路抗辐射加固工艺技术研究姓名:刘庆川申请学位级别:硕士专业:仪器仪表工程指导教师:于晓洋;苏秀娣 20070101哈尔滨理工大学工程硕士学位论文CMOS集成电路抗辐射加固工艺技术研究摘要随着现代科学技术的发展,具有高速信号处理能力和强的抗辐射能力的计算机及控制部件已成为通信卫星、气象卫星、航天飞行器、现代武器等系统的核心部分。

因此,发展具有高速度、强抗辐照能力的集成电路技术是电子信息产业和国防装备系统的关键。

当前,在集成电路芯片制造中,体硅CMOS半导体工艺技术仍占据主导地位,因此,对CMOS集成电路进行加固研究就显得十分必要.由于抗辐照加固技术属于军用技术范畴。

它具有高度的保密性,因此抗辐照加固工艺必须依靠自己的力量,从基础工艺出发进行研究。

用在空间中的电路会受到各种射线的影响,要产生电离辐照效应和单粒子效应等。

本文第一部分主要讲述了CMOS电路的电离辐射效应主要介绍了界面态的产生,并详细分析了辐射感生陷阱电荷的产生过程。

并根据上述原理指导下确定了工艺、设计两方面的抗辐照加固方法,分别介绍了栅氧化层加固,源漏制备技术加固,钝化层加固,场区加固,以及栅氧后高温的影响。

第二部分主要讲述了CMOS集成电路的单粒子效应。

主要介绍了单粒子效应的模型,包括电荷聚集模型、粒子分流模型和电荷横向迁移模型;并介绍了不同的高能粒子的单粒子损伤机理;着重描述了CMOS集成电路的单粒子效应.并且根据上述的损伤机理,从设计和工艺方面提出了抗单粒子效应的方法。

最后根据上面得出的可行的方法研制了抗辐射加固电路CPU,并取得了较好的抗电离辐射和抗单粒子效应的效果。

关键词 CMOS集成电路:电离辐射效应;单粒子效应堕垒堡矍三查兰二堡璺圭兰堡鲨圣Research of CMOS Integrated Circuit Radiation Hardened ProcessAbstractWith the development of modem science technology,the computers and control parts with the ability of handle high—speed signal and strong radiation resistant have become the COre of communication satellite,weather satellite, aircraft and modem weapon ctc.So that,the key of electronics information industry and national defense is to develop high・speed strong radiation resistant integrated circuit technology.At present,in the manufacturing of IC slice,body-silicon CMOS process technology still occupy predominate position.so it is necessary to harden research CMOS IC.Because the Radiation Resistant and Hardened Technology (RRHTbelong to the military technology,it is a secret.So we must study RRHT by ourselves based on basic techniques.The circuits used for space technology,will be affected by various rays,c柚 generate ionizing radiation effect and single-event effect.It is mainly tellsionizing radiation effect and radiation resistant technology on CMOS circuit in the first part,include boundary surface state and induced trap charge of radiation;separately introduce gate oxidation layer hardness,source/drain hardness, passivation layer hardness,field areas hardness and the influence of hi讪 temperature after gate oxidation.The second part mainly tells single event effect.The single event effect model is first tells include charge collect model,particle diffluence model and charge’S transverse transfer model.Then damage effect is tells that cawed by high energy particles.Then it is describesthat the single event effect of CMOS IC.Then it is tells that the way of how to protect CMOS circuit using methods of design and process.・¨・哈尔滨理丁人学T程硕I‘学位论文The last it is also introduce development of radiation hardened IC 80C86 CPU.The anti-ionizing・radiation-effect and anti—single・event-effect achieve good result.Keywords CMOS IC;Ionizing radiation effect;Single event effect-儿l-哈尔滨理工大学工程硕|:学位论文第1章绪论1.1课题背景及研究的目的和意义随着现代科学技术的发展,具有高速信号处理能力和强抗辐射能力的计算机及控制部件已成为通信卫星、气象卫星、航天飞行器、现代武器等系统的核心部分。

AlGaNGaNHEMTs-器件操作和应用概述

AlGaNGaNHEMTs-器件操作和应用概述宽带隙半导体对于从功率调节到用于通信和雷达的微波发射器的电力电子应用的范围极具吸引力。

在各种材料和器件技术中，AlGaN / GaN高电子迁移率晶体管(high-elec- tron mobility transistor)似乎最有前途。

本文试图介绍技术和市场的现状，以期突出进展和剩余问题。

一，引言和市场分析随着蜂窝，个人通信服务和宽带接入市场不断扩大，第三代（3G）移动系统越来越接近现实，射频（RF）和微波功率放大器开始成为人们关注的焦点。

各种功率放大器技术正在争夺市场份额，例如Si横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)和双极晶体管，GaAs金属半导体场效应晶体管（MESFET），GaAs（或GaAs / InGaP）异质结双极晶体管，SiC MESFET和GaN高电子迁移率晶体管（HEMT，high-electron mobility transistor）。

表1.电力电子竞争材料特性表表2 GaN器件的竞争优势与竞争材料相比，GaN的材料特性如表1所示。

表2中描述了GaN器件和放大器对商业产品的竞争优势。

第一栏列出了任何电源技术所需的性能基准，而第二列列出了满足这一需求的GaN器件的使能特性。

在每一个类别中，GaN器件都优于传统技术。

最后一栏总结了系统级和客户的性能优势。

突出的功能提供了最显著的产品优势。

每单位宽度的高功率特性转换为更小的器件，不仅更容易制造，而且还提供更高的阻抗。

这使得它们更容易与系统匹配，这对于GaAs中的常规器件来说通常是复杂的任务（例如，GaAs晶体管可能需要十倍大的匹配比，增加了整体复杂性和成本）。

高压功能消除或至少减少了电压转换的需要。

商用系统（例如，无线基站）在28V下工作，而低压技术需要从28V降压到所需电压。

然而，GaN器件可以在28 V下轻松工作，最高可达42 V。

由于这种高工作电压而产生的更高效率可降低对电源功率的要求并简化了冷却的要求，这是一个重要优势，因为冷却系统的成本和重量是高功率微波发射器成本的很大一部分。