重掺杂多晶硅栅功率vdmosfet辐射效应研究

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1、重掺杂多晶硅栅功率VDMOSFET辐射效应研究本文由电话里的哭泣贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第十届全国抗辐射电子学与电磁脉冲学术年会论文集重掺杂多晶硅栅功率段雪!?#?邓建国河北辐射效应研究孙艳玲石童四华刘英冲田秀伟冯彬%中国电子科技集团公司第十三研究所家庄(?&&?)摘验研究,要从开展了不同工艺制作的重掺杂多晶硅栅沟增强型功率+!?#?电离辐照效应实型重掺杂多晶硅制作工艺引起晶粒间复杂结构变化的角度分析解释了辐照实验中出现,的问值电压正漂和负漂两种不同趋势的辐射效应+提出了利用改变

2、重掺杂多晶硅晶粒结构抑制功率,!?#?问值电压漂移这种电离辐射效应的加固思路关锐词重掺杂多晶硅+!?#电离辐射问值电压功率+!??#,广泛应用于开关电源,、汽车电子,、电机调速、不间断电源、逆变器等领域,为了减小输入电容。提高器件开关速度,降低开关损耗普遍采用以重掺杂多晶硅作栅电极的硅栅,自对准工艺一般情况下重掺杂多晶硅被简化为单晶硅电极或金属电极考虑其对功率+性能的影响常常忽略不计晶晶粒组成,。!??#而实际上,,多晶硅与单晶硅在结构上有较大区别,。多晶硅是由不同的单,各单晶晶粒晶向不同形状也不规则,同一晶粒内部原子排列呈周期型和有序性,晶

3、粒间结构复杂杂化。存在缺陷在禁带中引入深能级,,成为载流子陷阱使晶粒间能带拖尾状态更加复,多晶的导电性能由晶粒导电和晶粒间导电两部分综合效果决定,与温度和掺杂浓度有较大关、系。国外文献借助能带理论#)采用离子场致发射散射模型%?.和以跃迁,扩散方式导电的导通沟道模型研究了多晶硅电阻率与温度和掺杂浓度的关系川2/0更多的研究关注在具有薄栅氧化层%?1一。3)的多晶硅4二氧化硅硅结构5.87电容中重掺杂多晶硅的量子效应影响6对于栅氧化层相对较厚%常在几十:9,以上)开态工作时栅压较高的%;?左右)功率6因此研究报道相对较少。+?5.??#,一般认

4、为重掺杂多晶硅的影响可以忽略的辐射效应,功率+!??#在电离辐照下常会发生闽值电压漂移,8<国内研究者9在通过栅介质加固来抑制这种辐射效应方面开展过深入研究。取得了比较明显的效果但是,对于工作在电离辐射环境下重掺杂多晶硅对功率。+!#??阐值电压漂移的辐射效应有何影响对这方面的研究国内外还少有文献报道本文通过对比采用不同工艺制作的重掺杂多晶硅栅况,,+!??#,在电离辐射下阂值电压变化情。研究重掺杂多晶硅对功率+!?#?电离辐射效应的影响探索其理论机理实验过程((,>功率+!?#?样=制备采用衬底型Α,(&&Β晶向硅外延片制作重掺杂多晶硅栅功

5、率++!?#?器件样品。栅结构为多晶硅4栅介质4硅/&&,Χ>ΔΕ.Φ/热分解淀积多晶硅,,淀积温度27&℃Γ/2&℃,多晶硅淀积厚度。人Η7&℃一Η?&℃扩磷掺杂多晶硅(掺杂后多晶硅的薄层电阻典型值为7侧口实验采用两种磁第十届全国抗辐射电子学与电脉冲学术年会论文集不同的工艺流程伽介质制备工艺相同)作重掺杂多晶硅栅功率制下Ι+5.?#?样品具体工艺区别如,翻翻尸洲气多晶硅栅介质%Χ)=>Δ+多晶硅伪栅区形成)图6%)(&℃形成沟道区实验组6工艺流程%扩磷形成?型重掺杂栅电极)Κ%ΧΔ?+多晶硅)=>%扩磷重掺杂多晶硅)Λ%栅区形成)?Κ%)(

6、(&&℃形成沟道区图7实验组7工艺流程。实验组(,先形成沟道区,,再进行多晶硅掺杂制备栅电极,实验组7(7,先形成重掺杂多晶硅电极再形成沟道有源区,电离辐射实验以叱。为辐射源对上述两种不同工艺制作的多晶硅栅功率?+5!#??进行动态电离总剂里辐Ι射实验,Κ?)辐射剂量&Γ<&七=%(。,剂量率(?Κ=Μ冲%(Ι,辐照过程中器件样品加偏置?5..Ν(?7,几7.Ν&+!?#?样品阂值电压的测试条件为?5Ν5?.,.?9二((66Ο。实验结果两种工艺制作的功率+!?#?样品经电离辐射阐值电压,几均发生了变化,但变化趋势有所不同,实验组(的样品闷值

7、电压发生连续正向漂移(而实验组7的样品的闽值电压发生连续的负向+漂移具体实验结果列于表,中,图<为两组实验样品电离辐射效应与国外功率!?#?电离辐射效应的趋势对比情况△。。%)实验组6样品卜下(&&卜(国外产品实验组7样品(<&36&七目%()图<与国外产品辐照实验结果对比重掺杂多晶硅姗功率+6+!?#?辐射效应研究表实验不同工艺制作的功率.#样品电离辐照实验结果辐照后阂值电压辐照前闷值电压%码Γ<&Π=%(照过程样品闷值电压变化Θ)%ΜΚ?娜)%尸?(7,)%7,,组(样品/,/,组7样品&、(!7!,<分析与讨论实验组7,先制备重掺杂多晶

8、硅栅电极的+!死?在电离总剂量辐照下阂值电压发生负向漂+!?#?移的辐射效应这种闽值电压变化趋势与国外多晶硅栅功率。产品的辐射效应相吻合,用栅氧化层正电荷积累理论可