輻照效應(yīng)主要包括位移效應(yīng)、電離效應(yīng)、瞬時(shí)輻照效應(yīng)和單粒子效應(yīng)。

   1．位移效應(yīng)

   中子不帶電， HD10131具有很強(qiáng)的穿透能力。當(dāng)中子與硅材料中原子發(fā)生碰撞時(shí)，晶格原子在碰撞中獲得能量而離開其原來位置進(jìn)入品格間隙，在原來位置處留下一個(gè)空位，這種現(xiàn)象稱為位移效應(yīng)，這是一種永久損傷。若晶格原子能量較高，它的運(yùn)動還可使路徑上更多晶格原子發(fā)生位移，在晶格內(nèi)形成局部的損傷區(qū)，這是一種缺陷。由于位移效應(yīng)破壞了半導(dǎo)體品格的勢能，在禁帶中形成新的電子能級，起復(fù)合中心和散射中心的作用。復(fù)合中心可使半導(dǎo)體內(nèi)多子減少，使材料電阻率增大，向本征硅轉(zhuǎn)變（起雜質(zhì)補(bǔ)償作用>。這種多子減少效應(yīng)是以多子為導(dǎo)電機(jī)理的半導(dǎo)體器件性能衰退的根本原因，它對雙極器件危害最大。它增加發(fā)射結(jié)空間電荷區(qū)的產(chǎn)生一復(fù)合電流，縮短基區(qū)少子壽命，使電流放大系數(shù)下降，飽和壓降增加，引起性能退化。其中少子壽命是中子輻照引起半導(dǎo)體材料特性變化最靈敏的參數(shù)。

   2．電離效應(yīng)

   電子、質(zhì)子、7射線等輻射粒子進(jìn)入硅材料并與原子軌道上的電子相互作用。若電子獲得足夠的能量脫離原子核的束縛而成為自由電子，原子則成為帶正電的離子束，即輻射粒子產(chǎn)生電子一空穴對，這即是碰撞電離過程。7射線和X射線通過光電效應(yīng)很容易產(chǎn)生電離效應(yīng)，在MOS器件的柵氧中產(chǎn)生陷阱并使Si-Sioz界面態(tài)密度增加。空穴的遷移率小，被氧化層陷阱俘獲而帶正電，引起平帶電壓向負(fù)柵壓方向漂移，導(dǎo)致閾值電壓變化，跨導(dǎo)下降。7射線還可使管殼內(nèi)氣體電離，在芯片表面積累可動電荷，引起表面復(fù)合電流和漏電。

   3．瞬時(shí)輻照效應(yīng)

   瞬時(shí)7脈沖在PN結(jié)空間電荷區(qū)內(nèi)產(chǎn)生大量電子一空穴對，它們在結(jié)電場作用下產(chǎn)生瞬時(shí)光電流，對器件形成瞬時(shí)損傷。瞬時(shí)輻照還可在具有PNPN四層可控硅結(jié)構(gòu)的器件內(nèi)引起閂鎖。

   4．單粒子效應(yīng)

   旺射線、高能中子和宇宙射線中的高能重粒子，使DRAM的存儲單無產(chǎn)生錯(cuò)誤，稱為軟誤差，后面將介紹它。

   核輻射引起的損傷與輻射吸收劑量有關(guān)，輻射吸收劑量是指在輻射環(huán)境下，材料單位質(zhì)量所吸收的能量值，單位為戈瑞(Gy)。材料不同，吸收劑量也不同，所以應(yīng)注明是什么材料。對中子輻照則用單位面積照射的中子數(shù)表示注入量，如1010個(gè)／CIIl2。