不同结构SOI MOSFET总剂量辐照效应研究的任务书.docx

不同结构SOIMOSFET总剂量辐照效应研究的任务书
任务书
研究项目名称：不同结构SOIMOSFET总剂量辐照效应研究
任务背景：
随着半导体技术的发展，MOSFET在数字集成电路和模拟集成电路中得到了广泛的应用。而随着半导体器件不断发展，其在极端环境下的性能要求也不断提高。而在太空、核电站和高海拔等极端环境下，半导体器件会经受到各种辐射的影响，如高能粒子、γ射线等危害。这些辐射将对器件进行电子、离子碰撞等，造成能量转移、电子空穴对的产生和电离等影响，可能导致半导体器件性能降低、参数漂移，最终导致器件彻底失效。
对于一般电路来说，可以采取软错误（SoftError）修复方法，通过重试或其他软件算法恢复，但在一些高安全级别应用和嵌入式系统中要求电路高可靠性、高稳定性，如核电站控制系统、探测器前端电子学等，攻击中的失效可能会导致人员伤亡或重大经济损失。因此，在这些特殊应用领域中，人们需要研究和开发各种高辐射环境下的半导体器件，以确保系统的稳定性和可靠性。
课题目标：
本项目的主要目标是研究不同结构的SOIMOSFET器件在总剂量辐照下的性能变化规律，包括电学性能和辐射效应等，并分析对器件性能影响的原因，以期为高辐射环境下半导体器件性能设计提供参考。
研究内容：
1.确定研究对象：选择不同结构的SOIMOSFET器件作为研究对象，包括单晶SOIMOSFET、多晶SOIMOSFET、混合SOIMOSFET等。
2.设计实验方案：设计各种辐照参数的实验方案，如辐照剂量、辐照能谱、辐照温度等。
3.实验器件制备：依据设计方案制备不同结构的SOIMOSFET器件。
4.总剂量辐照实验：将器件置于高剂量率的γ射线下或快中子流中进行辐照实验，记录器件在辐照前后的性能和参数。
5.性能测试：对器件进行DC、AC参数测试和功耗测试，分析器件电学性能的变化规律。
6.机理分析：利用材料物理学和器件物理学的知识，分析辐照效应和器件性能变化的机理。
7.建立数学模型：根据实验结果和机理分析，建立相应的数学模型，以便预测不同引脚结构下器件在辐照下的性能，包括直流电压漂移、阈值电压偏移、漏电流增加、功耗增加等。
8.结果分析：总结并分析实验结果和建立的模型。对于实际应用的SOIMOSFET器件选择和设计，提供科学依据。
任务要求：
1.对SOIMOSFET器件有一定理论基础，对器件制备和性能测试有较好的实验技能。
2.熟练掌握辐照实验的知识和技能，能够设计和实现实验方案；
3.具有较好的数据分析能力和机理分析能力，能够对实验结果和机理进行研究。
任务时间：
总计180天左右
其中：
前期准备阶段：制备研究方案、设计辐照实验、准备材料等，约30天。
实验阶段：制备器件、辐照实验和性能测试，约100天。
后期分析：对实验结果和机理进行分析，建立模型，约50天。
报告撰写：整理研究数据和结果，并编写提供给决策者和合作伙伴的报告，约1个月。
预期成果：
1.发表不少于2篇高质量学术论文，介绍研究过程和结果，并向同行学者进行技术说明和分享，以促进该领域的进一步发展。
2.在SOIMOSFET器件的辐射抗干扰技术方面做出贡献，为高技术领域的研发提供一定的支持。
3.对SOIMOSFET器件的电气特性及其在较极端的环境下的性能进行全面的研究和分析，为高辐射条件下的半导体器件设计提供参考和依据。