空間高能帶電粒子輻射損傷數(shù)值模擬研究


16343字 49頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)

摘 要

隨著探月工程、火星探險等深空探測任務的提出、實施，航天活動在時間上的延長、空間上的延伸，尤其是載人航天工程的開展，深空輻射帶來的輻射危險和防護問題日益突出。
總劑量輻射效應對半導體器件的損傷及其嚴重，因此，本文介紹了有關總劑量輻射效應的產(chǎn)生機制以及表征。利用Sentaurus TCAD仿真軟件對MOS器件建模，并編程來對HfO2/SiO2疊柵MOS器件的輻照損傷進行模擬。通過仿真，并在有無輻照的兩種環(huán)境下，得到了模擬器件的物理參數(shù)以及CV特性曲線圖。從CV特性曲線圖上提取平帶電壓的漂移量，通過計算得出不同輻照劑量下的氧化層陷阱電荷量，找出輻照劑量與氧化層陷阱電荷量的關系變化規(guī)律。
研究得到：輻照對器件內(nèi)部電場分布、空穴電流密度、電子密度以及空間電荷的分布沒有決定性影響，卻對它們的大小產(chǎn)生了較為明顯的影響。主要是增大了空穴電流密度、電子密度和空間電荷的大小，使電場強度略微降低。同時，輻照在介質(zhì)中還產(chǎn)生了正的氧化層陷阱電荷，且氧化層陷阱電荷量隨著輻照劑量的增加而近似線性增加。


關鍵詞：空間輻射；HfO2/SiO2；總劑量效應；陷阱電荷；數(shù)值模擬