電子、質子、7射線等輻射粒子進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射線通過光電效應很容易產生電離效應，在MOS器件的柵氧中產生陷阱并使Si-Sioz界面態密度增加。空穴的遷移率小，被氧化層陷阱俘獲而帶正電，引起平帶電壓向負柵壓方向漂移，導致閾值電壓變化，跨導下降。7射線還可使管殼內氣體電離，在芯片表面積累可動電荷，引起表面復合電流和漏電。

D50N03L

   在器件的設計制造過程中，要提高器件本身抗核損傷能力，可采取似下措施。抗中子輻射加固。對雙極型晶體管可減小基區寬度，增加基區摻雜濃度，基區摻金以降低少子壽命抗電離輻射加固。對MOS器件，選用<100>晶向的襯底，柵氧熱氧化溫度降低， 減少柵氧厚度，減少離子注入引起的損傷。對雙極器件，表面鈍化層用Al20。層和S13 N4層，可明顯提高它的抗電離輻射能力。抗瞬時輻射加固。減小PN結面積，降低反偏電壓和少子壽命，用介質隔離代替電 路中的PN結隔離，有助于器件抗瞬時輻射的能力。對CMOS電路則應消除其產生閂鎖的條件。

   瞬時7脈沖在PN結空間電荷區內產生大量電子一空穴對，它們在結電場作用下產生瞬時光電流，對器件形成瞬時損傷。瞬時輻照還可在具有PNPN四層可控硅結構的器件內引起閂鎖。

   旺射線、高能中子和宇宙射線中的高能重粒子，使DRAM的存儲單無產生錯誤，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，輻射吸收劑量是指在輻射環境下，材料單位質量所吸收的能量值，單位為戈瑞(Gy)。材料不同，吸收劑量也不同，所以應注明是什么材料。對中子輻照則用單位面積照射的中子數表示注入量，如1010個／CIIl2。‘

   核武器爆炸時產生的核電磁脈沖，在電子系統的輸入電纜或天線回路中產生感應電流，電流流入系統內部，產生瞬時干擾和永久損傷。感應電流對數字電路損傷較大，能改變其邏輯狀態，發生二次擊穿而燒毀。對MOS電路主要引起柵穿或燒毀保護電路，也可引發CMOS電路的閂鎖。對雙極型器件，主要對PN結有損傷，引起反向漏電或擊穿。通常對半導體器件用最低損傷能量來表示核電磁脈沖引起燒毀或破壞的閾值，它一般介于10_3～10 -J之間，對電路引起干擾的最低能量為10-9J。提高器件抗核輻射的能力叫抗核加固，這是一個專門領域，主要涉及以下幾方面。不同類型的器件具有不同的抗核加固能力，應根據使用需要，選用性能合適、抗核輻射能力好的器件。