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功率VDMOS器件的SEB致SEGR效应研究汇报人：2024-01-23

目录contents引言功率VDMOS器件概述SEB致SEGR效应理论分析功率VDMOS器件SEB致SEGR效应实验研究

目录contents功率VDMOS器件SEB致SEGR效应仿真研究功率VDMOS器件抗SEB致SEGR效应优化措施总结与展望

引言01

随着航天技术的飞速发展，空间环境中的单粒子效应（SingleEventEffect,SEE）对航天器用大规模集成电路的威胁日益严重。通过研究VDMOS器件在SEB作用下的SEGR效应，可以揭示其失效机理，为抗辐射加固设计提供理论支撑。作为航天器电源系统的核心部件，功率VDMOS器件的SEB（SingleEventBurnout）致SEGR（SingleEventGateRupture）效应研究具有重要意义。研究背景和意义

国内外在功率VDMOS器件的SEB致SEGR效应研究方面已取得一定成果，但主要集中在实验现象观察和机理分析方面。目前，针对VDMOS器件的抗SEB加固设计主要基于经验公式和仿真模拟，缺乏深入的理论分析和实验验证。未来，随着计算机仿真技术的不断发展和实验手段的不断完善，功率VDMOS器件的SEB致SEGR效应研究将更加深入，抗辐射加固设计将更加精准和有效。国内外研究现状及发展趋势

本研究采用理论分析、仿真模拟和实验验证相结合的方法，对功率VDMOS器件的SEB致SEGR效应进行深入研究。其次，搭建专门的实验平台，对仿真结果进行实验验证，揭示VDMOS器件在SEB作用下的失效机理。最后，基于研究结果，提出针对功率VDMOS器件的抗SEB加固设计方案，并通过仿真和实验验证其有效性。首先，建立VDMOS器件的物理模型，通过仿真模拟分析其在SEB作用下的电流、电压和温度等关键参数的变化规律。研究内容和方法

功率VDMOS器件概述02

VDMOS器件结构和工作原理结构VDMOS（VerticalDouble-diffusedMetalOxideSemiconductor）器件采用垂直双扩散金属氧化物半导体结构，包括源极、漏极、栅极和衬底等部分。工作原理VDMOS器件通过栅极电压控制漏极电流，实现开关功能。当栅极施加正电压时，器件导通；当栅极施加负电压或零电压时，器件截止。

高输入阻抗VDMOS器件的输入阻抗很高，使得栅极驱动电路简单且功耗低。低导通电阻在导通状态下，VDMOS器件具有很低的导通电阻，使得其导通损耗小，效率高。高开关速度VDMOS器件具有快速的开关速度，适用于高频应用。高耐压能力VDMOS器件能够承受较高的电压应力，具有良好的耐压性能。VDMOS器件性能特点

电源管理VDMOS器件可用于电机驱动电路中，实现对电机的控制和驱动。电机驱动照明控制汽车电子VDMOS器件可用于DC-DC转换器、AC-DC转换器等电源管理电路中，实现电压转换和功率控制。VDMOS器件可用于汽车电子系统中，如点火系统、燃油喷射系统等，实现对汽车发动机的控制和驱动。VDMOS器件可用于LED照明控制电路中，实现对LED灯的亮度调节和开关控制。VDMOS器件应用领域

SEB致SEGR效应理论分析03

工作条件偏置电压、温度和辐射环境等工作条件对SEB发生概率有显著影响。SEB产生机理单粒子烧毁（SEB）是由于高能粒子在半导体器件的敏感区域产生电离，导致大量载流子积累，进而引发局部过热和器件烧毁的现象。粒子能量和种类高能粒子和重离子更容易引发SEB。器件结构敏感区域的体积、掺杂浓度等结构参数影响SEB敏感性。SEB产生机理及影响因素

SEGR产生机理及影响因素SEGR产生机理单粒子栅穿（SEGR）是高能粒子在栅氧化层中产生电荷积累，导致栅极电压降低或栅电流增加，进而引发器件性能退化的现象。栅氧化层质量栅氧化层的厚度、缺陷密度和固定电荷等参数影响SEGR敏感性。粒子能量和入射角度高能粒子和斜入射粒子更容易引发SEGR。工作条件栅极电压、温度和辐射环境等工作条件对SEGR发生概率有显著影响。

相互作用SEB和SEGR在功率VDMOS器件中可能同时发生，彼此之间存在相互作用。例如，SEB引发的局部过热可能加速SEGR过程，而SEGR导致的栅极电压降低可能增加SEB的风险。影响因素关联粒子能量、器件结构和工作条件等因素同时影响SEB和SEGR的发生概率。因此，在研究功率VDMOS器件的辐射效应时，需要综合考虑这些因素对SEB和SEGR的影响。防护措施针对SEB和SEGR的防护措施可以相互借鉴。例如，通过优化器件结构、改进工艺和提高材料质量等方法，可以同时降低SEB和SEGR的发生概率，提高功率VDMOS器件的抗辐射性能。SEB与SEGR关系探讨

功率VDMOS器件SEB致SEGR效应实验研究04

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