牟维兵[1]2001年在《不同材料界面剂量增强的理论研究》文中研究说明X射线或低能γ射线射入原子序数不同材料的界面时，在靠近界面的低原子序数材料区会产生剂量增强。因为低能γ射线在原子序数不同材料中的光电效应截面相差很大，高Z材料中产生的光电子浓度远远大于低Z材料，其通过界面进入低Z材料的光电子也远远多于从低Z材料中进入高Z材料的光电子，因而在低Z材料中会产生剂量增强。自20世纪70年代初发现剂量增强效应以来，电子学系统的抗辐射加固必须进行剂量增强修正。剂量增强系数是剂量增强效应的重要参数，它是进行剂量增强修正必不可少的。实验测量剂量增强系数是十分困难的，一般采用理论计算的办法。 本文详细介绍了剂量增强效应的历史，国内外的研究情况；通过论述γ射线与物质相互作用的规律，从而得到了剂量增强效应之所以产生的根本原因。作为一个特殊的例子，介绍了金/硅界面的剂量增强，定义了剂量增强系数DEF（Dose-Enhancement-Factor）。接着讨论了材料和电容器、器件和集成电路的剂量增强效应。 介绍了蒙-卡方法的基本原理，以及在蒙-卡方法中光子和电子的数学描述。采用光子-电子联合输运模型，通过建立的界面模型和CMOS模型，设计出不同情况下的具体计算方法。再根据这些具体方法编制MCNP的入口程序，最后通过计算X射线的能量沉积来获得剂量增强。 理论计算表明，X射线在钨-硅、钽-硅、钨-二氧化硅和钽-二氧化硅界面产生极强的剂量增强，这几种界面的剂量增强系数DEF随能量都有相似的分布特性。从计算的剂量增强系数可以看出，增强的能量范围是10～250KeV。当光子能量超过1MeV时，光子和物质的主要作用是康普顿效应，因而计算出的DEF值接近1，不产生剂量增强。钨-硅界面的最大剂量增强系数是13，钨-二氧化硅界面最大的剂量增强系数为19，钽-硅界面的最大剂量增强系数是15，钽-二氧化硅界面的最大剂量增强系数为17。
郭红霞[2]2002年在《集成电路电离辐射效应数值模拟及X射线剂量增强效应的研究》文中研究指明研究探索半导体器件电路电离辐射损伤效应和机理，提高其抗辐射水平是近年国内外微电子学领域十分重视的课题之一。抗辐射电子学已逐步成为一门综合性很强的边缘学科并发挥着愈来愈重要的作用。针对当前电离辐射效应研究的趋势及存在的不足，论文开展了电离辐射效应数值模拟计算：深入地对X射线引起的材料和器件的剂量增强效应进行了研究。主要内容有两大部分。 一、电离辐射效应数值模拟 在国内首次开展了单粒子翻转、单粒子烧毁等单粒子效应的数值模拟计算；模拟了MOSFET的单粒子翻转；力图从理论上建立分析器件SEU的可靠手段。通过输入不同粒子的线性能量传输LET(Line Energy Transfer)值，得到了已知器件结构的收集电荷与LET值的关系曲线。模拟得到的结果与电荷漏斗模型相吻合，表明了所建立的物理模型的正确性。对功率MOSFET器件单粒子烧毁(SEB)效应开展了模拟研究。理论模拟与以往的实验结果比较吻合，证明采取的物理模型的正确性。得到了SEB灵敏度与载流子浓度、基区宽度和发射结掺杂浓度等参数的变化关系。提出了改善SEB的几种加固措施。该模型对于评估器件SEB效应提供了理论模拟手段。有助于国内首次开展的微离子束单粒子效应模拟技术研究，显示了该研究在学术上和适用上的重要价值。所有这些对提高国产芯片抗单粒子辐射能力有很大意义。 开展了总剂量效应数值模拟研究。分析了总剂量辐照产生的界面陷阱的分布及性质；计算了在加电状态下NMOS、PMOS器件受辐照后的特性。结果表明，对于NMOSFET，费米能级临近导带(N沟晶体管反型)时，受主型界面态为负电荷，施主型界面态陷阱为中性，界面态陷阱将引起正的阈值电压漂移。而对PMOSFET，当费米能级临近价带(P沟晶体管反型)时，施主型界面态陷阱带正电荷，受主型界面态陷阱为中性，界面态陷阱将引起负的阈值电压漂移。模拟计算所提供的较详尽的信息深化了我们对辐照总剂量效应的认识，从而为我们利用器件模拟分析加固思想、措施的正确性，为今后研究新问题、新效应等提供了依据。 对瞬态辐照剂量率效应进行数值模拟，在国内首次采用增强光电流模型计算瞬态辐照光电流效应，该模型考虑了高注入对过剩载流子寿命的影响以及衬底电场的效应。对于高阻材料这些效应不容忽视。模型对正确预估微电路PN结瞬态电离辐射响应提供了很好的评估手段。 模拟计算了不同上升时间的快前沿电磁脉冲对PN结的毁坏效应。详细地给出了器件正常工作、失效直至烧毁的全过程。 集成电路电离辐射效应数值模拟及X射线剂量增强效应研究 二、X射线剂量增强效应研究 设计研制了多层平板电离室；首次用该电离室测量了能量为30～100keV X射线在叁种材料界面附近的辐射剂量梯度分布，给出了不同材料界面剂量增强因子。实验数据与理论M。me－Carlo粒子输运方法的模拟计算结果符合很好。这说明模拟结果正确反映了不同材料界面的次级电子输运规律，其物理模型是正确的，模拟方法是可信的。 在国内首次提出材料界面的剂量增强效应与器件中同样界面出现的剂量损伤增强效应不同的观点，剂量增强因子要明显大于剂量损伤增强因子。这种概念区别既抓住物理要害，也为器件抗辐射加固提供依据。在学术上，对某些混乱的数据或提法找到了较合理的解释。并通过实验证实了这种提法的正确性。 Y、X射线电离辐射效应的等效关系研究。设计、研制了“相对测量法的双层膜”实验装置，成为研究器件X射线损伤增强效应和X、Y射线损伤等效性的有力工具。首次开展了CMOS器件4069、浮栅器件AT29C256和AT28fl56剂量增强效应研究。使用直流X光机准确测量器件的损伤增强因子。并与钻源数据进行比对，给出了CMOS器件剂量损伤增强因子。在BSgy装置上，开展了大规模集成电路浮栅器件的X射线损伤研究，给出浮栅器件y、X射线的剂量损伤等效关系。在DPF装置首次开展CMOS器件瞬态剂量率翻转增强效应研究。建立了相应的X射线剂量损伤增强效应研究方法和测试系统，为器件二射线抗辐射加固技术研究提供了实验技术支撑。
郭红霞, 陈雨生, 张义门, 吴国荣, 周辉[3]2001年在《多层平板电离室测量不同材料界面剂量分布及其蒙特-卡洛模拟》文中指出研究设计了多层平板铝电离室 .用该电离室测量了 30— 10 0keV宽谱同步辐射X射线在Kovar Au Al,Pb Al,Ta Al界面附近的辐射剂量梯度分布 ,给出了不同材料界面剂量增强因子 (doseenhancementfctor) (DEF) .理论上用蒙特 卡洛粒子输运方法模拟计算了实测模型下的不同材料的界面剂量增强因子 ,实验结果与理论模拟符合很好 .为研究不同材料的剂量增强提供了理论和实验手段
周银行[4]2006年在《半导体—金属界面剂量增强效应的模拟研究》文中研究表明本文首先利用蒙特卡罗光子-电子耦合输运程序模拟计算了Au-Si界面的剂量增强,所得剂量增强系数DEF(Dose Enhancement Factor)与国外文献作了比较分析,说明蒙特卡罗耦合输运程序的模拟计算方法用于半导体-金属界面剂量增强效应的研究是可靠的。并利用该程序计算了X射线辐照“封装材料/金属化层-Si”结构时半导体-金属界面下的剂量分布和剂量增强,得到在不同封装材料和金属化层的情况下X射线对界面剂量增强效应的影响。通过蒙特卡罗模拟计算,本论文给出了X射线在Au/Au-Si,Au/Schottky-Si, Au/Al-Si, Kovar/Au-Si, Kovar/Schottky-Si, Kovar/Al-Si,Ceramic/Au-Si, Ceramic/Schottky-Si和Ceramic/Al-Si结构半导体-金属界面下产生的剂量和剂量增强系数,以及在半导体-金属界面引起明显剂量增强的X射线能量范围。
赵宝奎[5]2007年在《有机半导体—金属界面剂量增强效应的模拟研究》文中研究说明本文首先利用蒙特卡罗光子-电子耦合输运程序模拟计算了Au-Si界面的剂量增强,所得剂量增强系数DEF(Dose Enhancement Factor)与国外文献作了比较分析,说明蒙特卡罗耦合输运程序的模拟计算方法用于有机半导体金属界面剂量增强效应的研究是可靠的。并利用该程序计算了X射线辐照有机半导体(CuPc)-金属界面下的剂量增强系数,得到在使用不同金属化层的情况下X射线对界面剂量增强效应的影响。通过蒙特卡罗模拟计算,本论文给出了X射线在Au/CuPc,W/CuPc,Ta/CuPc和双层重金属不同几何尺度结构下有机半导体(CuPc)-金属界面下产生的剂量和剂量增强系数。
周银行, 马玉刚, 刘少林, 孙亮, 赵广义[6]2006年在《X射线对双层封装材料剂量增强效应的影响》文中指出用Monte Carlo方法计算了双层封装结构A l/Au-Si,Kovar/Au-Si,Au/A l-Si和Au/Kovar-Si对不同能量X射线在Si中的剂量增强系数,并进行比较.结果确定了半导体器件Si中的剂量增强灵敏区大小,并且得到了这四种封装结构在Si中灵敏区不同位置处的剂量增强系数及引起剂量增强的X射线能量范围.
张慧[7]2009年在《金—酞菁铜界面附近剂量分布和中子元素分析中γ射线屏蔽的蒙卡模拟》文中认为论文由四部分组成,分别为引言、原理、蒙特卡罗方法及MCNP程序介绍、模型建立和数据分析。第一部分引言介绍了有机半导体的发展历史、国内外研究现状和本研究工作。第二部分原理是文章的第2、3章,首先介绍了γ(X)射线与物质相互作用的机制;其次是有关剂量增强方面的内容,包括剂量增强效应的引发机制及剂量增强系数DEF。第叁部分主要介绍了蒙特卡罗方法和MCNP程序,主要介绍了粒子输运问题及MCNP程序减小方差的技巧。第四部分模型建立和数据分析是文章的第5、6章,是论文的重点部分,主要介绍了物理几何模型的建立和模拟计算过程,对计算结果进行作图处理和数据分析。影响剂量增强效应的因素主要有:界面材料种类、材料尺寸、X射线辐照方向和材料的种类。本文利用MCNP程序分别计算了X射线在不同厚度的金和不同辐照方向的情况下,X射线对金-酞菁铜(CuPc)界面附近剂量分布的影响。通过蒙特卡罗模拟计算,给出了金的厚度分别为0.5、1、2、4、8、10、12、16、30μm的剂量增强系数(DEF)随X射线能量和方向的变化曲线,对有机半导体器件抗辐射加固具有很好的技术指导作用。此外,本文还利用MCNP程序模拟计算在保持γ射线探测器和中子发生器之间的距离不变时,增加中子发生器和γ射线探测器之间铅的厚度,以减少本底干扰的影响,优化屏蔽设计,提高探测效率,对含碳氢物质的中子元素分析有很好的指导意义。
楮忠强[8]2009年在《单片机系统X射线剂量增强效应研究》文中指出自20世纪70年代初发现剂量增强效应以来,电子器件和电路的X射线剂量增强效应就引起了人们的普遍关注和高度重视,研究也在不断的深入。剂量增强效应是一种特殊的总剂量效应,它不仅与射线的能量有关,同时还与材料、器件结构及金属化类型有关。随着大规模集成电路中重金属的广泛应用,及器件封装屏蔽材料越来越趋向于重金属化,剂量增强效应也会变得越来越严重。本文以主要由Intel公司生产的16位单片机N80C196KC20、WSI公司的PSD501B1和X24F128构成的系统作为研究对象,通过X射线和γ两种不同射线的辐照对比,对单片机系统电路和单元电路的剂量增强效应进行了研究。本文详细介绍了剂量增强效应的历史,国内外的研究情况；通过论述X射线与物质相互作用的规律,阐述了剂量增强效应产生的根本原因。讨论了材料、器件和集成电路的剂量增强效应,以及器件剂量增强损伤程度的度量公式。对单片机系统及单元电路剂量增强效应的实验原理进行了研究,并制定了实验方案。在X射线和γ射线辐射环境中分别进行了单片机系统电路和单元电路的动态偏置辐照实验,通过对比,研究了单片机系统及单元电路的剂量增强效应,同时也就单元电路的辐照敏感性对系统的影响进行了研究。以N80C196KC20单片机系统为研究对象,在器件剂量增强表征公式的基础上,研究了系统剂量增强的表征方法,并将相对剂量增强系数的计算公式推广到了系统电路。研究表明：动态偏置辐照状态下,单片机系统电路及单元电路存在X射线剂量增强效应；提出了绝对失效判据的概念,并采用绝对失效判据研究了系统电路的剂量增强效应,得到了系统电路的相对剂量增强系数,采用绝对失效判据是合适的；在武器电子学系统应用中,当辐照总剂量较低时,系统及单元电路的剂量增强效应不显着,可以不予考虑。
黎亚平, 吴丽萍[9]2008年在《基于EGSnrc MP模拟计算X射线在重金属和硅界面的剂量增强因子》文中认为当X射线入射到不同材料组成的界面时,在低Z材料的一侧将产生剂量增强。本文介绍了界面剂量增强效应的基本原理,并用蒙特卡罗程序EGSnrcMP模拟计算了钨和硅、钽和硅界面的剂量增强因子。计算结果表明,在X射线能量为30~200 keV时,界面附近硅一侧存在较大的剂量增强效应。
黄流兴[10]1991年在《剂量增强效应理论研究》文中研究说明一、引言剂量指的是处在辐射环境中的物质单位质量吸收的能量,当受 X 射线或γ射线照射时, 不同材料界面附近区域的辐射吸收剂量与平衡剂量间会有一定的差异,在低原子序数材料界面区域内出现剂量增强,这一现象称这为剂量增强效应,其本质是两种材料其有不同的二次电子
参考文献：
[1]. 不同材料界面剂量增强的理论研究[D]. 牟维兵. 中国工程物理研究院. 2001
[2]. 集成电路电离辐射效应数值模拟及X射线剂量增强效应的研究[D]. 郭红霞. 西安电子科技大学. 2002
[3]. 多层平板电离室测量不同材料界面剂量分布及其蒙特-卡洛模拟[J]. 郭红霞, 陈雨生, 张义门, 吴国荣, 周辉. 物理学报. 2001
[4]. 半导体—金属界面剂量增强效应的模拟研究[D]. 周银行. 吉林大学. 2006
[5]. 有机半导体—金属界面剂量增强效应的模拟研究[D]. 赵宝奎. 吉林大学. 2007
[6]. X射线对双层封装材料剂量增强效应的影响[J]. 周银行, 马玉刚, 刘少林, 孙亮, 赵广义. 吉林大学学报(理学版). 2006
[7]. 金—酞菁铜界面附近剂量分布和中子元素分析中γ射线屏蔽的蒙卡模拟[D]. 张慧. 吉林大学. 2009
[8]. 单片机系统X射线剂量增强效应研究[D]. 楮忠强. 中国工程物理研究院. 2009
[9]. 基于EGSnrc MP模拟计算X射线在重金属和硅界面的剂量增强因子[J]. 黎亚平, 吴丽萍. 辐射防护. 2008
[10]. 剂量增强效应理论研究[C]. 黄流兴. 第八届全国核物理会议文摘集（下册）. 1991