光电器件和微电子器件空间辐射效应研究—数值模拟、实验研究和空间飞行试验

摘要

本报告是作者在博士后期间开展的空间辐射效应研究工作的一个总结,主要包括五个方面的内容:一是分析了目前影响光电器性能的辐射损伤机制,研究了非电离能损(NIEL)和基于NIEL的移位损伤剂量模型(DDD)在光电器件移位损伤地面模拟实验和空间环境中性能衰降预示中的应用.二是建立了三维蒙特卡罗粒子输运程序,该程序可以用于大型空间站和宇宙飞船舱内次级辐射环境的预测.三是通过调研掌握了国内外利用脉冲激光在单粒子效应模拟方面的最新研究成果,提出建立基于脉冲激光的商用器件单粒子效应敏感度筛选装置的初步考虑,介绍了初步实验研究的结果.四是介绍了通过实验确定微电子器件单粒子效应灵敏体积的研究工作.五是给出了针对我国拥有自主知识产权的高性能通用微处理器

目录

文摘

英文文摘

符号表

前言

1.移位损伤剂量模型及其应用研究

1.1引言

1.2移位损伤机理[4,5,6]

1.3移位损伤剂量模型及其应用

1.3.1 CCD器件电荷传输效率(CTE)[11]

1.3.2 Si器件暗电流增大[15]

1.3.3太阳电池阵验证分析工具(SAVANT)[16]

1.4 CCD器件CTE衰降预测程序

4结论

2高能质子传输计算

2.1前言

2.2传输程序简介

2.3算例

2.4结论

3脉冲激光在单粒子效应地面模拟中的应用

3.1引言

3.2激光模拟单粒子效应的原理

3.3激光在单粒子效应模拟中的应用

3.4脉冲激光在单粒子效应模拟中的应用最新进展

3.4.1激光从器件背面辐照，获得器件的饱和截面

3.4.2器件电荷收集效率的深度分布测量

3.5我国建立激光模拟实验装置的考虑

3.6脉冲激光单粒子效应模拟实验初步实验结果

4.电子器件单粒子效应敏感区厚度提取技术研究

4.1引言

4.2基本原理

4.3实验和分析方法

4.4结论

5国产高性能计算机芯片空间实验方案设计

5.1目标和意义

5.2.任务概述

5.3方案设计

5.3.1地面模拟实验

5.3.2器件在轨辐射效应特性的预示

5.3.3加固措施及其验证

5.3.4空间飞行试验

5.4预计可实现的技术指标

5.5有效载荷配置(大致的重量、功耗以及数据率)

参考文献

致谢

博士生期间发表的学术论文、论著

博士后期间发表的学术论文专著

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