电子、质子、7射线等辐射粒子进入硅材料并与原子轨道上的电子相互作用。若电子获得足够的能量脱离原子核的束缚而成为自由电子，原子则成为带正电的离子束，即辐射粒子产生电子一空穴对，这即是碰撞电离过程。7射线和X射线通过光电效应很容易产生电离效应，在MOS器件的栅氧中产生陷阱并使Si-Sioz界面态密度增加。空穴的迁移率小，被氧化层陷阱俘获而带正电，引起平带电压向负栅压方向漂移，导致阈值电压变化，跨导下降。7射线还可使管壳内气体电离，在芯片表面积累可动电荷，引起表面复合电流和漏电。

D50N03L

   在器件的设计制造过程中，要提高器件本身抗核损伤能力，可采取似下措施。抗中子辐射加固。对双极型晶体管可减小基区宽度，增加基区掺杂浓度，基区掺金以降低少子寿命抗电离辐射加固。对MOS器件，选用<100>晶向的衬底，栅氧热氧化温度降低， 减少栅氧厚度，减少离子注入引起的损伤。对双极器件，表面钝化层用Al20。层和S13 N4层，可明显提高它的抗电离辐射能力。抗瞬时辐射加固。减小PN结面积，降低反偏电压和少子寿命，用介质隔离代替电 路中的PN结隔离，有助于器件抗瞬时辐射的能力。对CMOS电路则应消除其产生闩锁的条件。

   瞬时7脉冲在PN结空间电荷区内产生大量电子一空穴对，它们在结电场作用下产生瞬时光电流，对器件形成瞬时损伤。瞬时辐照还可在具有PNPN四层可控硅结构的器件内引起闩锁。

   旺射线、高能中子和宇宙射线中的高能重粒子，使DRAM的存储单无产生错误，称为软误差，后面将介绍它。

   核辐射引起的损伤与辐射吸收剂量有关，辐射吸收剂量是指在辐射环境下，材料单位质量所吸收的能量值，单位为戈瑞(Gy)。材料不同，吸收剂量也不同，所以应注明是什么材料。对中子辐照则用单位面积照射的中子数表示注入量，如1010个／CIIl2。‘

   核武器爆炸时产生的核电磁脉冲，在电子系统的输入电缆或天线回路中产生感应电流，电流流入系统内部，产生瞬时干扰和永久损伤。感应电流对数字电路损伤较大，能改变其逻辑状态，发生二次击穿而烧毁。对MOS电路主要引起栅穿或烧毁保护电路，也可引发CMOS电路的闩锁。对双极型器件，主要对PN结有损伤，引起反向漏电或击穿。通常对半导体器件用最低损伤能量来表示核电磁脉冲引起烧毁或破坏的阈值，它一般介于10_3～10 -J之间，对电路引起干扰的最低能量为10-9J。提高器件抗核辐射的能力叫抗核加固，这是一个专门领域，主要涉及以下几方面。不同类型的器件具有不同的抗核加固能力，应根据使用需要，选用性能合适、抗核辐射能力好的器件。