本书首先介绍了辐射环境、空间应用器件的选择策略以及半导体材料和器件的基本辐射效应机理等。特别强调辐射效应的基本物理，同时给出大量的实验结果，此外，本书对先进半导体材料及器件的辐射加固策略给出了具体的指导，因此具有很好的实用性。本书对我国从事半导体材料及器件辐射效应和辐射加固领域的研究和生产的广大科技人员、大学生和研究生，是一本极有价值的参考书。

本书在介绍辐射环境、空间应用器件的选择策略以及半导体材料和器件的基本辐射效应机理的基础上，介绍IV族半导体材料、GaAs材料、硅双极器件以及MOS器件的辐射损伤，接着介绍了基于GaAs材料辐射加固的场效应晶体管及空间应用的光电子器件，最后对先进半导体材料及器件的应用前景进行展望。

本书特别强调辐射效应的基本物理，介绍的内容反映当前半导体材料及器件辐射效应和辐射加固技术研究的最新进展，对于相关领域的研究及应用均具有重要的参考价值。

本书适合于从事空间技术及高能物理研究和应用，以及从事辐射加固半导体器件及制造等领域的广大科技人员阅读，也可以作为相关领域研究生及大学生的教学参考书。

符号表

希腊符号表

第1章　辐射环境及器件选择策略

　1.1 引言

　1.2 辐射环境

　　1.2.1 空间环境

　　1.2.2 高能物理实验

　　1.2.3 核环境

　　1.2.4 天然环境

　　1.2.5 加工工艺引入的辐射

　1.3 器件选择策略

　1.4 小结

第2章　半导体材料及器件的基本辐射损伤机理

　2.1 引言

　2.2　基本损伤机理

　　2.2.1 计量单位

　　2.2.2 电离损伤

　　2.2.3 位移损伤

　2.3 辐射损伤对器件特性的影响

　　2.3.1 电离损伤

　　2.3.2 位移损伤

　2.4　微观辐射损伤的谱学研究

　　2.4.1 电子顺磁共振(EPR)

　　2.4.2 深能级瞬态谱(DLTS)

　　2.4.3 光致发光谱(PL)

 2.5 小结

第3章　IV族半导体材料中的位移损伤

　3.1 引言

　3.2 硅的位移损伤

　　3.2.1 硅的辐射缺陷

　　3.2.2 辐射缺陷对硅器件的影响

　　3.2.3 衬底及器件的加固

　　3.2.4 硅辐射缺陷的小结

 3.3 锗的位移损伤

　　3.3.1 Ge的潜在应用

　　3.3.2 Ge的低温辐照

　　3.3.3 Ge的室温辐照

　　3.3.4 辐射损伤对Ge材料及器件的影响

　　3.3.5 Ge辐射缺陷的小结

 3.4 SiGe合金的位移损伤

　　3.4.1 SiGe材料的性质及应用

　　3.4.2 SiGe的辐射损伤

　　3.4.3 SiGe加工工艺引入的辐射损伤

　　3.4.4 SiGe器件的辐射损伤

　　3.4.5 SiGe合金辐射损伤小结

 3.5 Ⅳ族半导体总的小结

第4章　GaAs的辐射损伤

　4.1 引言

　4.2　基本符号及定义

　4.3 GaAs中原生的及辐射引入的点缺陷

　　4.3.1 GaAs中的原生点缺陷

　　4.3.2 GaAs中的基本辐射缺陷

　　4.3.3 GaAs中中子及离子引入的辐射缺陷

4.3.4 GaAs中加工工艺引入的辐射缺陷

4.3.5 GaAs辐射缺陷小结

 4.4 损伤因子及NIEL

4.4.1 GaAs中载流子去除及迁移率退化

4.4.2 电阻损伤因子同NIEL之间的关系

4.4.3 寿命损伤因子及NIEL

4.4.4 同微观损伤的相关性

4.4.5 GaAs中损伤因子及NIEL的小结

 4.5 对GaAs器件的影响

4.5.1 肖特基势垒及辐射探测器

4.5.2 GaAs太阳电池

 4.6 总的小结

第5章 硅双极工艺的空间辐射效应

 5.1 引言

 5.2 器件结构及基本辐射效应

5.2.1 器件结构及定义

5.2.2 辐射损伤机理

 5.3 纵向(n-p-n)BJT的退化

5.3.1 总剂量损伤的表象

5.3.2 基本的低剂量率退化机理

5.3.3 BJT中的电荷分离

5.3.4 纵向BYT的加固指南

5.3.5 加固保证及实验

5.3.6 纵向晶体管中的体损伤

 5.4 横向晶体管的退化

5.4.1 表象

5.4.2 物理机理及模型

 5.5 SiGe HBT的退化

5.5.1 静态及低频噪声特性的退化

5.5.2 RF特性的退化

 5.6 小结

第6章 硅MOS器件的辐射损伤

 6.1 引言

6.2 按比例缩小对辐射响应的影响

6.2.1 栅长关系

6.2.2 横向非均匀损伤

6.2.3 栅感应漏电电流(GIDL)

 6.3 加工工艺引入的辐射损伤效应

6.3.1 等离子损伤

6.3.2 快速热退火(RTA)

6.3.3 栅材料及接触

 6.4 替代性的栅介质

6.4.1 掺杂的氧化物

6.4.2 氮化的氧化物(RNO)及氮化物再氧化的氧化物(RNO)

6.4.3 N2O(笑气)氧化物

 6.5 超薄氧化物

6.5.1 辐射诱导漏电电流(R／LC)

6.5.2 辐射引入的软击穿(RSB)

6.5.3 单次事件栅的捕获

6.5.4 辐照的薄氧化物可靠性

6.5.5 小结

 6.6 器件隔离

6.6.1 LOCOS隔离

6.6.2 浅槽隔离

 6.7 绝缘体上硅CMOS工艺

6.7.1 蓝宝石上硅(SOS)

6.7.2 绝缘体上硅(SOI)工艺

6.7.3 SOI工艺的辐射加固

 6.8 小结

第7章 基于GaAs的辐射加固场效应晶体管

 7.1 引言

 7.2 材料相关问题、器件结构及工作

7.2.1 A1GaAs层中的缺陷

7.2.2 MESFET结构及工作

7.2.3 HEMT结构及工作

 7.3 GaAs MESFET中的辐射损伤及加固

7.3.1 基本的FET参数退化

7.3.2 低频噪声及同缺陷有关的效应

7.3.3 同电路有关的退化

 7.4 HEMT中的辐射损伤及加固

7.4.1 基本参数的退化

7.4.2 低能电子对2-DEG性质的影响

7.4.3 电路退化问题

 7.5 小结

第8章 用于空间的光电子器件

 8.1 引言

 8.2 光电子器件

8.2.1 发光二极管(LED)及激光二极管(LD)

8.2.2 光探测器

8.2.3 光耦合器

 8.3 基本的辐射效应及材料问题

8.3.1 辐射对光电材料性质的影响

8.3.2 三元化合物中的辐射缺陷及材料问题

8.3.3 损伤因子及NIEL

 8.4 光电子器件的辐射效应

8.4.1 发光二极管及激光二极管

8.4.2 光探测器

8.4.3 光耦合器

 8.5 小结

第9章 先进半导体材料及器件的前景展望

 9.1 引言

 9.2 非易失存储器

9.2.1 闪烁存储器

9.2.2 铁电存储器(FeRAM)

9.2.3 小结

 9.3 高K栅介质

 9.4 SiC的辐射效应

9.4.1 SiC材料的性质及分析

9.4.2 SiC中的本征缺陷及辐射缺陷

9.4.3 SiC器件中的宏观损伤

9.4.4 SiC MOSFET及MESFET的电离损伤

9.4.5 小结

 9.5 结论及前景展望

参考文献