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多晶发射极结构三极管抗总剂量能力研究

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摘
要 ：文章通过 分析总剂量辐 照机 理和 三极 管结构 总剂量辐照的瓶 颈部位 ，比较普通和 多晶发射
极Ｖ Ｎ晶体 管结构上的 区别 ，指 出多晶发射极结构具有更 强的总剂量辐照 能力。多晶发射极结构总 ＮＰ
剂量辐照 能力增 强是 由于该结构Ｅ 之 间存 在 多晶＋ Ｂ 薄氧化层 的结构 ，该结构 中多晶屏 蔽 了顶部厚 氧
中图分 类号 ：Ｔ ３ ５ Ｎ ０
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１８ —０ ０ （０ ２ ７０ ３ －３ ６ １１７ ２ １ ）０ —０ ８０
Ｔｈ ｔ ｙ ｏ ｌ ｓｌｃ ｎ Ｅｍ ｉｔ ｒＢｉ ｌ ｒＴｒ ｎｓｓ ｏ ｅ Ｓ ｕｄ ｆＰｏ ｙ ｉｉ ｏ ｔｅ ｐｏ ａ ａ ｉｔ ｒ ｔ ａ ａ ｉｎ ｏ ｔ ｌ ｏ ｅ ｏＲ ｄｉ ｔｏ ｆＴｏ ａ ｓ Ｄ
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化 层 辐 照 效 应 的影 响 ， 而 普通 结构 Ｅ 之 间 则是 厚 氧 化 层 结 构 ，总 剂 量 辐 照 能 力 弱 。在 对 多晶 发射 极 Ｂ
结构总剂量辐 照 关键部位 的分析过程 中，对 多晶发射 极三极 管局部 结构进 行 了进一 步优化 设计 ，最
后给 出了多晶发射极 结构三极 管的辐照实验结果 ，并对 实验结果进行 了分析。 关键 词 ：总剂量辐 照；三极 管；多晶发射 极结构 ；辐照 实验
２ 三极管总剂量机理分析
总 剂量 辐 照效 应是 由于伽 马射 线入 射到 Ｓ０， ｉ 介 质中 ，产生能 量沉积 ，形 成 电子 空穴 对 。 由于 电子
第 １ ，第７ ２ 期
Ｖｏ ． ２． Ｎ Ｏ ７ １１
电
子
与
封
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ＥＬＥＣＴＲ０Ｎ Ｉ ＣＳ ＆ Ｐ ＡＣＫＡ Ｇ Ｉ Ｇ Ｎ
总 第１１ １期 ２ ２ ７月 ０１ 年
⑧ ⑧ ⑧ ⑧ ⑧ ⑧ ⑨ ⑧ ⑧
多晶发射极 结构 三极管抗总剂量能力研 究
郑若 成 ，顾 爱 军
（ 无锡 中微 晶园电子有限公司 ，江苏 无锡 ２ ４ ３ ） １０ ５
结 构比较 中 ，我们 比较 容 易忽略 多 晶发 射极 结构 三
１ 概 述
多 晶 发射 极 三极 管 结 构 和 传 统 三 极 管 结 构 相
比 ，具 有很 多优势 ，包括 极大 的放大 倍数 、更高 的
极 管的 另外一 个优势 ，那就 是 多晶发射 极结 构具 有
更强的抗总剂量辐照能力。
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｓｐａ ｅ ｎ ｌ ｓ ｓｔｅ ｍｅ ｈ ｎｉｍ ｆｔｔ ｌ ｏ ｅｒ ｄ ａｉｎ ａ ｈ ａ ｉｔｏ ｏ ｌｎ ｃ ｏ ｉ ｌｒ ｔａ ｔ ｉ ｐ ｒａ ａｙ ｅ ｈ ｃ ａ ｓ ｏ ａ ｓ ａ ｉｔｏ ｎｄｔ ｅｒ ｄ ａｉ ｎｂ ｔ ｅ ｅ ｋ ｆ ｒｂｐｏ ａ ｏ ｄ ｔａ ｓｓｏ ， ｙ ｃ ｍ ｐ ｒｎｇｔ ｅｄ ｆｅ ｅ ｃ ｆｔ ｅｐｏｙｓｌｃ ｎ ｅ ｉ ｅ ｎ ｒ ｉ ａｙ ｂ ｐ ｌｒｓｒ ｃｕ ｅ ｉ ｉ ｏｎ ｅ ｒ ｎ ｉｔ ｒ ｂ ｏ ａ ｉ ｈ ｉｆ ｒ ｎ ｅｏ ｌ ｉｉｏ ｍ ｔ ｒａ ｄ ｏ ｄ ｎ ｒ ｉ ｏ ａ ｔｕ ｔｒ ，ｔ ｓｐ ｉｔ ｄ ｈ ｔ ｏ ｔｔ ａ ｈ ｏ ｙ ｉ ｃ ｎ ｅ ｉ ｅ ｉ ｏ ａ ａ ｔｏ ｇ ｒｉ ｍｕ ｔ ｏ ｔ ｔｌｄ ｅ ｒ ｄａ ｉｎ ｔａ ｒ ｉａ ｉ ｏ ａ． ｕ ｈ ｔｔ ｅ ｐ ｌ ｓｌ ｏ ｍ ｔ ｒｂ ｐ ｌｒｈ ｓ ｓ ｎ ｅ ｍ ｉ ｔ ｒ ｎｉ ｔ ｏ ａ ｏｓ ａ ｉ ｏ ｈ ｎ ｏ ｄｎ ｒ ｂ ｐ ｌｒ ｙ ｔ ｙ Ｆｏ ｌ ｉｉｏ ｍ ｉ ｅ ｒ ｎ ｉｔ ｒ ｏ ｙ ｉｉｏ ／ｈ ｎ ｏ ｄ ｔｃ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｔ ａ ｆｔ ｉｋ ｏ ｉ ｅ ｓｒ ｔｒ ｒＰｏｙｓｌｃ ｎ ｅ ｔ ｒｔａ ｓｓｏ ，ｐ １ ｓ ｌ ｎ ｔ ｉ ｘｉ ｅ ｓａ ｋ ｓｒ ｃｕ ｅ ｉ ｓｅ ｄ ｏ ｈ ｃ ｘ ｄ ｔｕｃｕ ｅ ｔ ｃ
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PDSOI MOS器件总剂量辐射效应和FDSOI高迁移率MOS器件研究的开题报告

PDSOI MOS器件总剂量辐射效应和FDSOI高迁移率MOS器件研究的开题报告

PDSOI MOS器件总剂量辐射效应和FDSOI高迁移率MOS器件研究的开题报告一、研究的背景和意义随着集成电路向技术尺寸的持续缩小，器件的发展日趋复杂，器件的辐射效应问题也日益引起了人们的关注。

在空间和航天应用和核电站等高辐射环境下，器件的辐照剂量量级可能达到每平方厘米多达数十兆拉德（Mrad）的水平。

因此，研究新型器件的抗辐照性能有着重要的理论和实际意义。

本课题主要针对两种不同类型的SOI器件进行研究：第一种是PDSOI MOS器件，其主要特征是在硅层上面存在着一个二氧化硅（SiO2）层，在开发集成电路器件中广泛应用。

然而，PDSOI MOS器件在重离子辐射下的抗辐照性能被证明比较差，其漏电流会快速上升，导致性能劣化，严重影响器件的可靠性；第二种是FDSOI高迁移率MOS器件，相比传统CMOS器件具有功耗低、性能优异等优点，已经成为高速、低功耗、低电压要求的器件应用的主流发展方向之一，并且较好地解决了PDSOI MOS器件在重离子辐照下的抗辐射性能的问题。

因此，对PDSOI MOS器件总剂量辐射效应和FDSOI高迁移率MOS器件的研究，不仅能够为新型器件的设计和制备提供参考，还能够为电子器件的可靠性和抗干扰措施等方面提供理论依据。

二、研究内容和方法1、PDSOI MOS器件总剂量辐射效应的研究研究PDSOI MOS器件在重离子辐照下的抗辐射性能表现，分析其漏电流的变化以及效应的来源。

同时，通过分析SOI结构的电子束退火处理的方法，尝试提高器件的抗辐射性能。

方法：利用高能离子束在PDSOI MOS器件上进行总剂量辐射，然后对器件进行I-V测试，分析测试结果，找出器件受到辐射后的漏电流变化规律和变化的原因；同时对SOI结构进行电子束退火处理，尝试提高器件的抗辐射性能，并比较其抗辐射性能与未处理的器件的差异。

2、FDSOI高迁移率MOS器件的研究研究FDSOI高迁移率MOS器件的电学和物理性能，在光子和重离子辐照下固有和随机单元的响应，并探索它们的原因和物理机制，为器件的可靠性和抗干扰性能提供依据。

CMOS抗总剂量辐照原理及先进加固器件

CMOS抗总剂量辐照原理及先进加固器件

CMOS抗总剂量辐照原理及先进加固器件CMOS抗总剂量辐照原理主要涉及两个方面：电子辐射和离子辐射。

电子辐射主要包括电离辐射和激发辐射，它们会产生大量的自由电子和电离空穴。

这些电荷载流子会在CMOS设备的极化电荷区域中引起互相之间的空间电荷中和，导致电荷收集效应的增加。

离子辐射主要指高能粒子的撞击效应，使得晶体中的原子受到散射和位移。

这些原子位移会导致晶格缺陷的形成，从而使电子迁移率下降和载流子电流增大。

为了提高CMOS技术在高剂量辐照环境下的抗干扰性能，目前采用了多种加固手段。

首先，人们引入了特殊的材料，如硅-对氧化硅-氮化硅（Si-SiO2-SiN）结构，以提高CMOS技术的辐射稳定性。

这种结构具有很高的密度和低的直接穿隧电流，可有效降低器件的电荷收集效应。

其次，人们研究并应用了特殊的器件结构，如金属栅氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和硅上绝缘体（SOI）器件。

MOSFET中的薄绝缘层能够阻止电容分布，从而降低了电荷集中效应引起的功耗增加。

SOI器件呈现了良好的辐射耐受性和较低的阈值电压，主要归功于薄硅层和氧化绝缘体之间的强电场。

此外，人们还研究了特殊的工艺技术，如首段辐照和掺杂局部硅等，以提高CMOS设备的抗辐照能力。

综上所述，CMOS抗总剂量辐照的原理主要包括电子辐射和离子辐射。

为了提高CMOS技术在高剂量辐照环境下的抗干扰性能，人们研究开发了一系列先进的加固器件，如采用特殊材料、特殊结构和特殊工艺技术等。

这些先进的加固器件使得CMOS技术在高剂量辐照环境下具有更好的电流容忍性和辐射稳定性，从而为半导体器件的应用提供了更大的可靠性。

功率VDMOS晶体管的抗总剂量辐照研究

功率VDMOS晶体管的抗总剂量辐照研究


员， 在职博 士研 究 生 ， 究 方 向为 特 种功 率 器 件 研 研
发。
７９ ６
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（】 ａ
六角型元胞 结构
（）Ｋ５０￣形据元臆结构 ｂ Ｗ４ＮＩ ｔ －
（）纵 向结构 ｃ
图 １ 试验样 品结构 图
所用样品的制作工艺基本相 同， 均采用 ｎ 型 （ ０ 硅 衬 底 ， 延 厚 度 相 同 ， 用 １０ｎ １０） 外 采 １ ｍ 厚度的干法热氧化层 ， 晶硅栅 电极 ８０ｎ 多 ０ ｍ， 其它工艺相 同为 常规 Ｖ Ｍ Ｓ工艺 ， 终产 品 ＤＯ 最
的 问题 。
此， 不论是 开关 应用还 是线性应 用 ， 功率 Ｖ — Ｄ Ｍ Ｓ Ｏ 晶体 管都 是理想 的功 率器件。功率 Ｖ — Ｄ Ｍ Ｓ Ｏ 晶体管在 各类 电源、 工业 控制、 携式 电 便 器、 汽车电子、 费 电子 等领域得 到广 泛 的应 消 用， 在空 间卫星电子系统 中功率器件 同样具有 广泛 的应用 空 间 －］ ２。
王立 新 ， 单尼娜 ， 刚， 刘 韩郑生 ， 夏洋
（ 中国科学 院微 电子研究所 ， 北京 １ｏ ２ ） ｏ ０ ９
摘要 ： ２种不 同结构 的功率 Ｖ ＭＯ 对 Ｄ Ｓ晶体管进行 了总 剂量辐照的试验研究 ， 条形 栅结构 比元 胞型 结构具有抗 总剂量辐照的结构优势 ， 中国科学 院微 电子研究所 利用条 形栅 结构制 作出高抗 总剂量 辐照 能力的功率 Ｖ ＭＯ Ｄ Ｓ晶体管 ， 总剂量能力 可达 １ Ｏ Ｈｄ Ｓ） 抗 Ｏｋ Ｉ（ ｉ 以上。 ４ 关键词 ： 双扩散场效应 晶体管 ： 阈值漂移 ； 条形栅
第３ ２卷
２１ ０ ２年
三极管工作原理分析精辟透彻看后你就懂

三极管工作原理分析精辟透彻看后你就懂

三极管工作原理分析精辟透彻看后你就懂三极管是一种常用的半导体器件，广泛应用于电子电路中。

它的工作原理非常复杂，但我们可以通过一些简单的概念和理论来理解其工作原理。

三极管由三个控制端组成，分别是基极（B）、发射极（E）和集电极（C）。

基极是控制三极管工作的输入端，发射极是输出端，而集电极则与外部电源相连。

三极管常见的两种类型是NPN型和PNP型。

以NPN型三极管为例，当控制电压（即基极电压）为零时，三极管处于截断状态，发射极和集电极之间没有电流流动。

当我们施加一个正向电压到基极时，就会产生一个电流，使得基极和发射极之间有电流流动。

这时，基极电压会引起发射极/基极结的正向偏置，进而使得集电极/基极结逆向偏置。

由于集电极/基极结逆向偏置，集电极和发射极之间的电流将大大增加，形成一个放大倍数。

这种情况下，三极管被称为放大器，因为它可以将较小的输入信号放大到较大的输出信号。

三极管的放大性能主要取决于一个称为共集电极配置（也称为“电流跟随”或“射频放大器”）的电路模式。

在这种模式下，集电极是输出端，通过控制基极电流来控制集电极电流。

通过基极和发射极之间的电流控制，我们可以控制集电极电流的大小。

除了放大功能外，三极管还可以用作开关。

当控制电压（基极电压）为零时，三极管处于关断状态，集电极和发射极之间没有电流流动。

当我们施加一个正向电压到基极时，三极管被打开，允许电流流动。

这种情况下，三极管被称为开关。

三极管还有其他一些特性，如温度特性、频率响应、饱和电压等。

它们会影响三极管的工作性能，需要在设计电路时进行考虑。

总之，三极管是一种非常重要的电子器件，可以用作放大器和开关。

理解其工作原理对于电子电路的设计和分析至关重要。

通过上述简要的分析，希望可以帮助您更好地理解三极管的工作原理。