谢儒彬,葛超洋,周 锌,曹利超,陈浪涛,吴建伟,乔 明

(1.中国电子科技集团公司 第58研究所,江苏 无锡 214035;2.电子科技大学,成都 610054)

抗辐射电源管理芯片主要应用于宇航卫星、航天器及空间站等航天装备中的板载负载点电源系统[1],是航天系统所需的主要核心元器件之一。随着航天整机系统不断发展,越来越多的电源系统需供电电源满足宽电压输入范围及大功率驱动能力等性能要求,且需具备一定的抗辐射能力,因此,有必要研究高压抗辐射电源产品。根据工艺不同,高压抗辐射电源产品可分为双极工艺产品和Bipolar-CMOS-DMOS(BCD)工艺产品。其中,基于BCD工艺的高压抗辐射电源产品具有较好的集成度和较高的转换效率,可广泛应用于各类航天飞行器、空间站、载人飞船、运载火箭等航天系统装备及宇航用电子设备。

总剂量辐射效应是由于器件长期积累的辐射能量,使器件功能和性能参数发生退化的效应。电离辐射会在SiO2材料中产生电子-空穴对,空穴与电子以漂移与扩散的形式运输,电子迁移率高,室温下能快速漂移出氧化层;而空穴则输运较慢,有可能被陷阱中心俘获,同时由于外界电场的作用,空穴向界面处跃迁,被界面处深能级俘获形成界面态,界面态还会形成感生电子。

总剂量辐射效应在SiO2层中形成正电荷积累,主要影响的结构为器件的栅氧化层和场氧化层,栅氧化层中积累的正电荷会造成器件的阈值电压漂移,主要表征为NMOS器件阈值负向漂移,PMOS器件阈值正向漂移;在场氧化层中,随着正电荷的积累,形成一个较大的电场,当电场强度达到一定程度时,则会造成Si/SiO2界面处的P型硅反型,导致场区侧壁的寄生管开启,形成漏电通道。……