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FPGA微电路电离总剂量辐射效应及加固技术研究

袁国火  
【摘要】:随科技的发展,电子技术与辐射环境的关系愈来愈密切。大规模现场可编程集成电路FPGA在电子领域得到了日益广泛的应用,然而,这类器件是由外延CMOS工艺制造的,如果该器件工作于辐射环境恶劣情况下,则需要研究γ电离总剂量辐射对该器件的损伤情况。 首先,介绍了辐射环境和辐射效应。重点对半导体材料、器件和微电路,特别是MOS工艺结构器件的电离辐射损伤效应、机理和加固技术进行了详细介绍。提出了明确的研究内容,研究目的。通过对电子系统中使用FPGA器件的γ射线电离辐射总剂量效应的试验研究,初步搞清了FPGA器件辐射损伤与γ射线电离总剂量的相互关系。 其次,简要叙述了FPGA的基础知识,着重介绍Actel公司FPGA芯片的工艺,特定结构,用FPGA开发辐照样品的过程,选取工作电流为测试辐照参数,并确定了试验失效判据,针对FPGA芯片A1280XL开发辐照样品,用三种不同的辐照方式(一直加偏置、测试时加偏置、不加偏置)对样品进行了γ总剂量效应试验,得到大量详实的试验数据,并对试验数据进行了相应分析和处理。 最后,该文讨论了Actel公司的FPGA芯片A1280XL在三种不同偏置条件下的γ电离总剂量效应,并针对该公司的可编程芯片内部结


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