[发明专利]一种抗辐射封装加固的CMOS器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗辐射封装加固的CMOS器件及其制备方法，属于功能材料制备技术领域。本发明解决了现有屏蔽材料无法有效解决CMOS器件受到总剂量效应影响后导致阈值电压的绝对值增大、甚至性能失效等问题。本发明首先将稀土金属氧化物与高Z金属材料进行复合，形成核壳结构，再将复合颗粒与树脂基体复合，涂覆于CMOS器件表面，制备成抗封装加固的辐射防护涂层。本发明制备的核壳结构复合颗粒在树脂基体中分散开后，会在微观结构上形成不同材料多层交替的结构，实现射线在材料中的交替穿透，使材料具备更好辐射屏蔽能力的同时，简化了多层交替材料的制备工艺。

技术领域

本发明涉及一种抗辐射封装加固的CMOS器件及其制备方法，属于功能材料制备技术领域。

背景技术

总剂量效应是指在一段时间内辐射的积累剂量(辐射在单位质量物质中沉积的能量)引起的辐射效应，造成器件或电路整体性能的逐步退化。总剂量效应主要由空间环境中的电子、质子以及核爆炸产生的X射线、γ射线等引起。总剂量效应对CMOS器件的影响主要体现在三个方面：①晶体管阈值电压漂移，严重时可以导致芯片功能丧失；②NMOS晶体管漏电流增加，导致芯片静态功耗上升；③器件中表面态等缺陷密度升高，导致晶体管电流下降。为防止总剂量效应对CMOS器件的影响所带来的危害，需要采取一定的辐照防护措施保证其正常工作。

发明内容

本发明为了解决现有防辐射材料对CMOS器件屏蔽性能差且屏蔽单一的问题，提供一种抗辐射封装加固的CMOS器件及其制备方法。

本发明的技术方案：

一种抗辐射封装加固的CMOS器件及其制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，制备复合粉体；

以稀土金属氧化物和高Z金属材料为原料，制备核壳结构的复合粉体；

步骤2，制备复合涂层；

将步骤1获得的复合粉体与树脂进行混合，并使用三辊研磨机进行研磨处理，研磨结束后，将得到的浆料涂覆在CMOS器件表面，固化处理后形成复合涂层。

进一步限定，步骤1中稀土金属氧化物为硝酸钆、硝酸铕、硝酸镨、硝酸镝、硝酸铒中一种或两种以上按任意比例混合，或者为氧化钆、氧化珥、氧化铕、氧化镨、氧化镝中一种或两种以上按任意比例混合；所述的高Z金属材料为钨单质、钽单质或铋单质。

进一步限定，步骤1制备复合粉体的方法具体为：

向稀土金属氧化物的水溶液中加入高Z金属材料粉体，搅拌均匀后，加入氨水并加热，使稀土金属氧化物层析出并均匀的分散在高Z金属材料粉体的表面，得到具有包覆结构复合粉体。

进一步限定，步骤1制备复合粉体的方法具体为：

向稀土金属氧化物的水溶液中加入高Z金属材料粉体，搅拌均匀后，加入氨水并加热，使稀土金属氧化物层析出并均匀的分散在高Z金属材料粉体的表面，得到具有包覆结构复合粉体。

进一步限定，步骤1制备复合粉体的方法具体为：

首先，使用三羟甲基氨基甲烷缓冲液调节多巴胺溶液的pH值至8.5，然后加入高Z金属材料粉体，搅拌后过滤，依次使用水和乙醇清洗后烘干，获得高Z金属材料/聚多巴胺；

然后，向稀土金属氧化物的水溶液中加入高Z金属材料/聚多巴胺，搅拌后过滤，烘干处理后在氮气保护下煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间为2h，获得复合粉体。

更进一步限定，稀土金属氧化物的水溶液浓度为0.02mol/L～0.4mol/L，所述的稀土金属氧化物与高Z金属材料粉体的质量比为1:1。

更进一步限定，多巴胺溶液浓度为1g/L～2g/L。

进一步限定，步骤2中复合粉体加入量为复合粉体和树脂总质量的30％～70％。