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01 微电子学与固体电子学---光电材料与器件辐射效应  (导师:郭旗  李豫东)

本学科方向跟踪光电材料与器件发展前沿,结合航天工程应用需求,通过开展光电材料和器件辐射效应、模拟试验方法、损伤机理、评估等研究,揭示其辐射损伤退化机制,建立辐射损伤模型和损伤预估方法等,解决其航天应用瓶颈,满足航天应用需求。

本学科方向在国内率先开展了光电成像器件不同辐射环境下的效应研究。建立了光电器件分析平台,首次实现光电成像器件辐射效应的现场全参数测试;利用不同射线在材料中产生位移效应不同的原理,首次实现了光电器件电离损伤和位移损伤的分离;开展了不同条件下的辐射效应试验研究,获得了国产工艺CCD辐射效应规律及机理;结合器件结构、工艺及半导体器件辐射效应仿真技术,建立了CCD参数退化的分析模型。研究成果为国产器件抗辐射保障提供重要支撑。目前相关研究成果处于国内领先地位。

02 微电子学与固体电子学---微电子器件辐射损伤机理与加固  (导师:陆妩)

本学科方向紧跟国际微电子器件的发展前沿,结合国产微电子器件的研究进展及航天工程应用需求,通过半导体理论、辐射物理理论、辐照试验及仿真研究,获得微电子器件的辐射响应特性,揭示其损伤机制,提出加固原理及途径,致力于解决器件技术中的关键问题,指导器件生产单位研制出抗辐射能力满足航天应用需求的器件和电路。

本学科方向在国内率先开展微电子器件辐射损伤机理与加固研究,建立了完整可行的参数分析技术体系,为国产CMOS器件、模拟器件等提供了研究基础与技术支撑。在国内首次提出CMOS集成电路加固工艺,指导生产出首批抗辐射加固电路,打破了国外技术封锁;首次提出了一种快速判定器件和电路是否具有ELDRS效应的试验验证方法,建立了优于目前国际现行标准的《双极器件和电路空间低剂量率辐射损伤的加速模拟评估规范》;首次获得了国产新型高速模拟电路和数模混合电路在不同剂量率辐照条件下的损伤规律和失效机理,以及制作工艺中存在的关键问题,并通过工艺优化改进,首次揭示了双极晶体管的材料、结构、工艺参量对不同剂量率辐射损伤的影响机制。研究成果对国产加固器件研制具有重要支撑作用。目前相关研究处于国内领先地位。

03 微电子学与固体电子学---辐射效应模拟试验方法与可靠性评估  (导师:余学峰)

本学科方向紧跟国际半导体材料与器件的发展前沿,结合航天工程应用需求,建立半导体材料与器件的辐射效应模拟试验方法、仿真技术、可靠性试验方法及评估技术,指导抗辐射性能评估。

本学科方向对半导体器件辐射效应模拟试验方法及可靠性评估进行了深入的研究,在国内最早开展了电离总剂量模拟试验技术研究,拥有国际先进、国内唯一、功能完整的元器件总剂量辐射效应试验平台,建立了超大规模集成电路、模拟器件与电路、光电器件的辐射效应试验方法和评估技术,是国家指定的元器件辐射效应试验单位,航天元器件签约试验机构。近年来,在复杂电路和系统辐射效应评估、纳米器件辐射环境中的可靠性等方面研究取得了重要进展。研究成果对全面、系统、准确地评估应用于空间环境的半导体器件的抗辐射性能及可靠性,保障航天器的安全、性能及寿命具有重要意义。目前相关研究处于国内领先地位。

02 物理电子学---半导体材料与器件辐射损伤缺陷分析(导师:艾尔肯  何承发)

本学科方向紧跟国际半导体材料与器件的发展前沿,针对器件加固、评估对高能粒子与材料基本作用过程认识的需求,通过对空间高能粒子入射半导体材料的能量沉积、缺陷演变、参数退化等的研究,获得半导体材料和器件高能粒子损伤全过程的物理图像,为器件辐射效应分析、加固、评估提供理论支撑。

本学科方向在国内率先开展了空间辐射环境下缺陷产生及其在材料中运动的物理过程分析研究。研制了用于高剂量测量的热释光剂量计和量热计并编写形成了国军标,解决了辐射效应研究中射线在材料和器件中能量沉积精确测量的问题,突破了国内剂量测量的瓶颈;研制出我国首台空间环境辐射剂量在轨监测设备PMOS剂量计,在我国多颗卫星上应用,首次实现卫星内辐射剂量在轨实时测量;在国内率先从材料结构和工艺条件等不同角度深入研究新一代半导体光电器件辐射效应、不同辐射射线对不同材料的辐射损伤及缺陷种类,对未来应用的新型半导体材料和器件的辐射效应机理分析和加固器件研制具有重要支撑作用。目前相关研究处于国内领先地位。

材料工程

03电子材料与器件辐射效应试验技术      (导师:郭旗  陆妩  艾尔肯  余学峰  何承发  李豫东)

面向国家航天装备制造、高端元器件国产化需求,瞄准电子科学与技术前沿,开展辐射环境与半导体材料和器件相互作用的研究,长期致力于综合运用材料工程、电子科学与技术、核科学与技术的基础理论和方法解决半导体材料与器件辐射效应的关键科学与技术问题:针对我国光学卫星和载荷在辐射环境中的性能退化问题,开展光电材料与器件辐射效应研究;针对长寿命卫星等对高性能微电子器件加固需求,开展微电子材料与器件辐射损伤机理研究;针对器件加固、评估对高能粒子与材料基本作用过程认识的需求,开展半导体材料与器件辐射损伤缺陷分析研究;阐明辐射环境下材料和器件的性能退化特性及机理,建立模拟试验技术,探索加固方法,为国产抗辐射元器件研发和航天工程元器件保障提供理论、方法、技术和人才支撑。该学科面向社会培养电子材料辐射技术与应用高层次人才,为国产抗辐射半导体材料与器件研发和航天元器件保障提供理论、方法、技术和人才支撑。