秦可勉,彭海波,茆亚南,赵江涛,王铁山

(兰州大学,兰州 730000)

航天器在轨运行过程中,航天器中的电子元器件会不断受到空间环境里的各种宇宙射线的照射,发生一些危害其正常工作的辐射损伤效应[1-3]。其中,发生在半导体元器件上的单粒子效应因半导体器件的小型化趋势而愈发重要。单个重离子、中子或高能质子入射半导体元器件时,在粒子入射径迹附近直接或间接激发出大量自由电子-空穴对,这些自由电荷在器件中受电场作用发生迁移,形成电路设计之外的电流,最终引起器件工作状态异常,这种辐射损伤效应通常被称为单粒子效应(single event effect,SEE)。1987 年,Richter 等[4]和Buchner等[5]在实验中观察到激光同样可诱发SEE。随后,越来越多的学者开始研究激光在单粒子效应试验研究中的应用[6-9]。Schwank 等[10]对不同的SOI SRAM 器件进行了脉冲激光与重离子实验的对比研究,利用激光能量,基于双光子吸收机制计算出的等效线性能量传输(linear energy transfer,LET)阈值和重离子LET 阈值,计算结果表明,两个阈值之间差异较大,且同种工艺,不同型号的一系列器件上体现的差异不具有规律性。Gordienko等[11]模拟了在IC晶体基板侧的激光刺激实验,评估激光对替代重离子实验的可行性。Roche等[12]和Khachatrian等[13]利用短波长飞秒脉冲激光工具对GaN 材料的单粒子瞬态效应机制进行了研究,指出无论是由于材料生长缺陷还是辐射引起的位移损伤,现有的激光诱发单粒子效应实验方法对电荷载流子陷阱都很敏感。Skorobogatov等[14]报道了激光波长和实验环境温度对激光诱发单粒子效应的影响。……