为了在室外环境中安全可靠地运行,电子设备应耐多种外部因素,包括辐射。实际上,高能辐射会损坏通常用于制造电子产品的场效应晶体管(FET)的几个组件,包括它们的半导体沟道,栅极氧化物和围绕它的绝缘材料(例如,隔离或衬底氧化物)。

因此,多年来,世界各地的研究团队一直在尝试设计能够使晶体管更耐辐射的策略。然而,到目前为止,这已被证明是极具挑战性的,并且过去仅提出了几种技术,取得了可喜的成果。
北京大学,中国科学院和上海理工大学的研究人员最近基于带有离子凝胶门的碳纳米管晶体管制造了一种辐射硬化且可修复的集成电路(IC)。该IC首先发表在Nature Electronics上发表的论文中,可用于制造对高能辐射具有更高抵抗力的新电子设备。
进行这项研究的研究者之一张志勇对TechXplore表示:“我们的工作旨在实现一种抗辐射的IC。” “除了通用芯片,由于太空探索和核能工业的快速发展,对辐射硬化的电子设备和集成电路的要求也在迅速增长。”
先前提出的使电子产品更耐辐射的策略旨在仅硬化电子部件的单个组件。结果,很难用它们来制造完全抗超高辐射的晶体管和IC。
Zhang及其同事在论文中介绍了一种新策略,该策略可以实现完全不受辐射相关损害的晶体管和IC。他们设计的方法实质上需要重新设计FET的所有易损部件,并使用对辐射具有更高抵抗力的新材料。此外,研究人员介绍了一种通过称为退火的热处理工艺恢复FET的方法,该工艺在中等温度下进行。








