半导体器件和集成电路的辐射效应PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1　核辐射效应发展简史 1

1.1.1　国外情况 1

目录 1

1.1.2　国内情况 3

1.2　研究对象与方法 4

1.2.1　研究对象 4

1.2.2　研究方法 4

1.3.3　剂量率 6

参考文献 6

1.3.1 中子注量 6

1.3.2　总剂量 6

1.3　描述辐射效应的几个物理量 6

第2章　辐射环境 8

2.1　核爆炸辐射环境 8

2.1.1　大气层外爆炸 8

2.1.2　大气层内爆炸 9

2.2　空间环境 10

2.2.1　内辐射带 10

2.2.5　银河宇宙射线 12

2.2.4　地磁尾区和低高度区 12

2.2.3　外辐射带和准俘获区 12

2.2.2　槽形辐射带 12

2.2.6　太阳耀斑 14

2.3　模拟源环境 15

2.3.1　中子模拟源 16

2.3.2　60Coγ射线源 18

2.3.3　X射线源 19

2.3.4　瞬时γ射线源 20

2.3.5　重离子源 22

参考文献 23

2.5　其它辐射环境 23

2.4　核动力辐射环境 23

第3章　辐射损伤机理 25

3.1　位移效应 25

3.2　电离效应 28

3.2.1　总剂量效应 28

3.2.2　剂量率效应 29

3.2.3　单粒子效应 31

3.3　剂量增强效应 33

3.4　低剂量率效应 34

参考文献 37

4.1.1　整流二极管 39

第4章　分立半导体器件辐射效应 39

4.1　二极管 39

4.1.2　开关二极管 43

4.1.3　稳压二极管 46

4.2　微波半导体器件 50

4.2.1　隧道二极管 50

4.2.2　体效应二极管 55

4.2.3　阶跃恢复二极管 62

4.2.4　变容二极管 67

4.2.5　肖特基混频二极管 73

4.2.6　PIN微波二极管 79

4.3　单结晶体管 83

4.4　双极晶体管 86

4.4.1　器件特性 86

4.4.2　中子注量 86

4.4.3　总剂量 95

4.4.4　剂量率 102

4.5　异质结双极晶体管（HBT） 105

4.5.1　半导体异质结的简单模型 105

4.5.2　AlGaAs/GaAs HBT 106

4.5.3 Si/SiGe HBT 112

4.5.4 InP/InGaAs HBT 118

4.6　场效应晶体管 122

4.6.1　结型场效应晶体管（JFET） 122

4.6.2　MOS场效应晶体管（MOSFET） 127

4.7　硅可控整流器 132

4.8　太阳能电池 136

4.9　晶体振荡器 139

参考文献 142

第5章　集成电路辐射效应 145

5.1　双极线性集成电路 145

5.1.1　电路结构 145

5.1.2　运算放大器 147

5.1.3　比较器 158

5.1.4　集成稳压电源 160

5.2　双极数字集成电路 166

5.2.1　双极工艺 166

5.2.2　TTL和TTL/S技术 167

5.2.3　发射极耦合逻辑（ECL）技术 171

5.2.4　集成注入逻辑（I2L） 174

5.3　结型场效应晶体管（JFET）集成电路 178

5.4　MOS线性集成电路 180

5.5.2 PMOS电路 182

5.5　MOS数字集成电路 182

5.5.1 MOS技术 182

5.5.3 NMOS电路 184

5.5.4 CMOS/Si电路 190

5.5.5 CMOS/SOS电路 215

5.5.6 CMOS/SOI电路 218

5.6 微处理器（CPU） 221

参考文献 227

第6章　单粒子效应 230

6.1　单粒子扰动现象 230

6.2　扰动机理 231

6.3　扰动的电路模型 233

6.4　错误率的预计 236

6.4.1　电荷收集体积 236

6.4.2　通路长度分布 236

6.4.3　宇宙射线错误率的预计 237

6.4.4　质子错误率的预计 239

6.5　硬失效 240

6.5.1　阈电压漂移 240

6.5.2　位移损伤 240

6.5.3　单粒子引起的闭锁（SEL）和烧毁（SEB） 242

6.5.4　单粒子引起的栅击穿（SEGR） 244

6.5.5　单粒子固定位（SESB） 246

6.6　单粒子快速反向（SES） 249

6.7　单粒子瞬时现象（SET） 250

6.7.1　单粒子瞬时信号的产生 250

6.7.2　SET截面与LET和差分输入电压的关系 253

6.7.3　电荷收集模型 254

6.7.4　负载对SET的影响 255

6.8　实验模拟 256

6.8.1　粒子束模拟 256

6.8.2　SEB和SEGR的测试方法 263

6.8.3　脉冲激光模拟 264

6.9.1　加固判据 266

6.9　对SEU的加固方法 266

6.9.2　加固方法 267

参考文献 269

第7章　剂量增强效应 272

7.1　引言 272

7.2　界面剂量增强 273

7.2.1　光子吸收和光电子产生 273

7.2.2　光电子的输运 274

7.2.3　金—硅界面的剂量增强 274

7.3.1　材料 275

7.3　材料和元件的剂量增强 275

7.3.2　电容器 277

7.4　器件和集成电路的剂量增强 278

7.4.1　金属化和封装结构分类 278

7.4.2　总剂量 279

7.4.3　剂量率 291

7.5　系统设计剂量增强系数 292

7.6　用于辐射模拟试验环境的剂量增强系数 294

7.7　剂量增强系数的应用 296

7.8　任意能谱下的剂量增强系数 299

参考文献 301

8.1　引言 303

第8章　低剂量率辐射效应 303

8.2　双极晶体管 304

8.2.1　NPN晶体管 304

8.2.2　PNP晶体管 314

8.3　双极线性集成电路 324

8.3.1　运算放大器 325

8.3.2　集成稳压电源 329

8.3.3　比较器 332

8.3.4　低剂量率飞行试验 333

8.4.2　加速模拟试验方法 336

8.4　低剂量率辐射试验模拟 336

8.4.1　低剂量率室温辐照 336

8.5　损伤与偏置的关系 345

参考文献 346

第9章　光学器件辐射效应 348

9.1　引言 348

9.2　NMD中的光学探测系统 349

9.3　红外探测器 350

9.3.1　器件工作原理 350

9.3.2　器件特性和参数 352

9.3.3　中子注量 353

9.3.4　总剂量 363

9.3.5　剂量率 367

9.4　发光二极管 368

9.5　PIN硅光电二极管 372

9.6　激光二极管 376

9.7　光电三极管 380

9.8　电荷耦合器件（CCD） 384

9.9　光学纤维 391

参考文献 397