抗辐射vdmos器件的研究与设计

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1、学校代陆１０２８６分类号－：ＴＮ３２３．４－’’张级：公巧ＵＤＣ．：６２１３一？．３２２．学号：１１９－．．…一ｎ成Ａｗｍ…．…－吧广．？－一一＇曲：巧巧呵霄；；小解巧、中．’－■＊－，＾東兩大嗦ｉ硕±学位论文抗福射ＶＤＭ０Ｓ器件的研究与设计研巧生姓名：王思慧导师姓名：沈克强副教巧申请学位类別工学硕±学位授予单位东南大学一级学科名称电子科学与技术论文答辩日期２０１６年Ｓ月２６日二级学科

2、名称微电子学与固体电子学学位授予口期２０１６年月日答辩妾Ｉ另会屯席李伟巧评阅人张安康陈夕宁２０１６年月口表兩？參：ｋ硕主学俭论文抗福射ＶＤＭＯＳ器件的硏究与设计专业名称；微由子学与固化电子学研究生姓名＝王思慧导师姓名；沈克强ＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＤＥＳＩＧＮＯＦＲＡＤＩＡＴＩＯＮＨＡＲＤＥＮＥＤＶＤＭＯＳＭＡＳ了ＥＲＴＨＥＳＩＳ（）ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ（Ｔｈｅｓｉｓ）ＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＳｏｕ

3、ｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒ化ｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓ化ｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＷＡＮＧＳｉｈｕｉＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆＫｅ－．ＳＨＥＮｑｉａｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅ＆ＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａ２０１６ｙ东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研巧成果。尽我所

4、知，，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。．？研究生签名：曰脱兴＜．Ｙ■－ｉ－ｉＸ）东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电。子文档，可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档的内容和紙质论文的内容相一

5、致，。除在保密期内的保密论文外允许论文被查阅和借阅，可公布（包括电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：；ｍｄ喉拐＾觀占ＳＪ：ＩＩ＾摘要功率器件广泛应用于航天和军事领域。工作在空间环境中的功率器件极易受到高能质子和重离子的作用诱发单粒子效应，导致器件性能退化甚至失效，严重威胁到卫星、航天器工作的可靠性。单粒子烧殼效应和单粒子栅穿效应是单个高能粒子入射到ＶＤＭＯＳ器件内部引

6、发的两种常见的破坏性失效模式。本文主要研巧这两种效应的器件失效机理，并在此基础上探究了器件结构参数改进对福射加固的作用。本文首先介绍了ＶＤＭＯＳ的基本结构与工艺流程，在此基础上分别在导通和关断两个状态下研巧了ＶＤＭＯＳ的工作特性。随后讨论了ＶＤＭＯＳ的阔值电压、跨导、导通电阻及击穿电压等电学参数的计算方法及影响因素，为抗福射ＶＤＭＯＳ的研巧与设计奠定了理论基础。其次，从理论分析和器件仿真两个方面入手研巧了ＶＤＭＯＳ的ＳＥＢ效应失效机理。理论分析结合了雪铺倍增效应和

7、寄生Ｈ极管导通机制两个模型，系统地分析了ＳＥＢ效应的器件失效过程。器件仿真方面，利用ＭＥＤＩＣＩ仿真软件分析了ＶＤＭＯＳ箱射后的电流响应，找出了ＥＢ效应的敏感区域Ｓ，得出了ＶＤＭＯＳ的二次击穿电巧与ＳＥＢ安全工作区域的关系。并且基于失效机理的理论模型研究了ＶＤＭＯＳ抗ＳＥＢ性能的影响因素，针对影响ＳＥＢ敏感度的器件结构参数进行了仿真验证。－然后，ＶＤＭＯＳ的ＳＥＧＲ失效机理。针对ＳｉＳ从理化和仿真巧方面研究了ｉ〇界面的空穴积累２＂＂＂＂现象提出了空穴池积累模型，并且根据

8、空巧池积累模型借助仿真软件研巧了ＪＦＥＴ宽度对器件ＳＥＧＲ敏感度和电学特性的影响。结合ＳＥＢ效应的漏电流响应曲线指出了ＳＥＢ效应中的栅氧化层微击穿现象，并据此提出了ＳＥＢ敏感度和ＳＥＧＲ敏感度的相互制约关系。一最后，给出了种５０ＶＳＩ抗福射ＶＤＭＯ的巧计方案。该方案设计的器件既与现有工艺条件相一兼容，又具有定的抗箱射能力，Ｓ、。此外研巧了超结ＶＤＭＯ沟槽型ＶＤＭＯＳ和ＰＳＯＩＶＤＭＯＳＨ种新型ＶＤＭＯＳ器件的抗箱射能力，为新型ＶＤＭＯＳ在航