本文由两篇构成,第一篇是微波低噪声放大器(LNA)毁伤机理研究,第二篇是SiC薄膜的外延生长与等离子体刻蚀技术研究。由于半导体器件和集成电路以及由其构成的电路系统自身存在着一些易损的薄弱环节,在外界电应力作用下其生存能力比较弱,容易诱发各种毁伤效应和功能毁伤。微波LNA毁伤机理研究就是针对靶目标中关键器件和集成电路,探索有效、“灵巧”的毁伤方式,即以一定的频率、特殊样式分布的信号形式对靶目标进行有效攻击,引发靶目标中的基本单元—半导体器件和集成电路等薄弱环节的“响应型”损毁,从而达到靶目标毁伤并造成硬杀伤的目的。本文结合具体靶目标进行典型微波LNA的电子毁伤机理研究,从理论和实验上探索了微波LNA的有效毁伤信号样式,设计构建了注入毁伤实验平台,并重点从实验角度进行了四种微波LNA的五类注入式毁伤实验,对毁伤效应、功能毁伤和毁伤机理进行了研究,采用商用软件进行了电路仿真。主要工作和创新点如下：(1)研究并深入分析了具体靶目标原理和结构特点,确定以“前门”通道为突破口、以“前门”通道前端第一级放大器为薄弱环节和典型器件进行灵巧毁伤研究。这种结合靶目标进行器件毁伤研究的技术路线既反映了系统应用的背景和要求,又大大压缩了实验效应物范围,既有典型性、又不失一般性,事半功倍。(2)确立并构建了注入法毁伤实验平台,制作了实验效应物夹具。确定了连续波注入、单脉冲注入、脉冲串注入、脉冲串的脉冲个数计数注入和其它专项注入实验等共五类注入式毁伤实验流程和步骤。至今未到国内外类似的实验系统平台和实验方案、实验流程方面的报道。(3)从能量、功率和功率谱等方面对常见信号进行了分析,结合双极型器件固有特性,对不同信号样式注入放大器的毁伤能力进行了研究,提出了由一定幅度和占空比的矩形脉冲构成的一定重频的脉冲串形式,是毁伤能力最强的注入毁伤信号形式,为微波LNA的注入式毁伤实验提供了信号样式的雏形。(4)解剖了Mini-Circuits公司ERA-5、ERA-3、A-和E5B等微波LNA,提取并分析了其内部电路。着重开展了针对这四种型号微波LNA的五类注入式毁伤实验研究,对典型样品进行了开帽和毁伤模式及毁伤机理研究。实验证实采用特定的脉冲串注入信号样式可以大幅降低毁伤信号功率并同时造成微波LNA的永久性功能毁伤。通过对注入脉冲个数进行计数,获得了微波LNA功能毁伤所需能量。尚未见到国内外类似实验结果报道,这些大量有价值的实验结果为武器装备预先研究和型号研究提供了完整的实验数据资料。(5)首次将器件与电路的毁伤由单一的功率作用方式转移到由功率—频率的共同作用方式,从而大幅降低了毁伤信号的功率,为“灵巧”毁伤提供了依据。通过深入分析讨论毁伤实验结果,加深了对实验现象的规律和本质的了解。证实了高频大注入条件下位移电流对器件毁伤有重要贡献,微波LNA功能毁伤存在着“功率—频率”的共同作用因素,与信号和器件的理论分析结果一致。实验证实使微波LNA噪声剧增、产生毁伤效应要比使其功能毁伤所需能量低一个数量级,首次为低能量软杀伤武器研究提供了实验依据。研究表明噪声—增益积可以用来判定放大器的毁伤程度和毁伤性质(功能毁伤或毁伤效应)。(6)在难以建立集成电路毁伤模型和无法得到其内部物理参数的情况下,本文尝试利用商用化电路仿真软件,在电路层面进行了被毁伤电路内部晶体管电压、电流、工作状态等的仿真研究,半定量或定性仿真结果大多与实验结果吻合,为今后微波LNA实验结果预测、定量仿真等创造了条件。新型宽禁带半导体材料SiC兼有高饱和电子漂移速度、高击穿电场、高热导率等特点,在高温、大功率、高频、抗辐射、紫外光探测器、高温压力传感器等领域具有广阔的应用前景。目前在SiC材料制备工艺和微细图形加工方面大多仍处于研发阶段,本文重点对SiC薄膜的Si基异质外延生长技术和等离子体刻蚀技术进行了系统研究,主要研究工作如下：(1)首先就SiC材料特性、SiC材料制备技术和干法刻蚀技术进行了综述。(2)借鉴成熟的Si外延生长工艺,立足现有设备条件,采用APCVD工艺对SiC薄膜的Si基异质外延生长技术进行了系统的实验研究。重点对SiC薄膜材料的异质外延生长工艺方案、“碳化缓冲层”技术、外延生长温度对SiC薄膜微结构的影响、外延SiC薄膜的化学组分等几方面进行了研究。在大量实验的基础上对Si基异质外延生长SiC的微观机制进行了讨论,得到了优化的生长工艺条件。(3)采用等离子体刻蚀技术,以CF4+02、SF6+02和SF6+N2作为刻蚀气体,对Si基外延生长的SiC薄膜材料进行了系统的等离子体刻蚀工艺和刻蚀机理研究,进行了SiC薄膜在不同刻蚀气体中的等离子体刻蚀结果比较,获得了优化的刻蚀工艺条件。在完成SiC薄膜的等离子体刻蚀工艺研究的基础上,进行了SiC材料的等离子体图形刻蚀研究,得到了满足刻蚀精度要求的SiC油井高温压力传感器图形。本文比较系统全面地进行了SiC薄膜材料的异质外延生长和等离子体刻蚀工艺研究,国内这方面研究尚处于起步阶段,系统的研究工作报道较少。