sige hbt的脉冲中子及γ辐射效应

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1、第!"卷!第#期半!导!体!学!报6789!"!)79#!$$%年#月&'()*+*,-./)01-2+*3(&-)4.&5-/+,:;9!!$$%3#9,=NP的脉冲中子及"辐射效应刘书焕#!!!

2、BS>'d5典型电参数变化9在反应堆#b#$#Mi!的脉冲中子注量和KG!JN["JSI#+B$2总剂量辐照后!+BS>'d5静态共射极直流增益减小了!$^9辐照后基极电流+结漏电流增大!集电极电流+击穿电压减小9特征截止频率)5基本不变!)G:Z略有减小9初步分析了+BS>'d5反应堆脉冲中子及2辐射的损伤机理9关键词"+BS>'d5&辐射效应&反应堆44B11"!JN$,中图分类号"5)M!J[!!!!文献标识码"0!!!文章编号"$!JMU#%%#!$$%$$#U$$%"U$NH!实验G!引言HUG!3#9,=NP器件结构采用能

3、带工程研制的应变+B%+BS>%+B异质结双极晶体管#'d5$与普通的+Bd,5相比!+BS>本实验使用的+BS>'d5器件管芯是由北京清'd5器件具有频率高+噪声低+传输快+电流增益华大学微电子研究所采用超高真空气相淀积技术大+良好的低温性能+易与成熟的+B工艺兼容+易集#.'6%&64$在$["的工艺线上研制而成!由中'G成等特点!因而被广泛用于数字+模拟+/2及微波国电子科技集团第#M研究所完成管芯陶瓷外壳电路9在微波领域!由于+B材料器件的局限性和#+5!M$封装工艺!器件管芯的结构如图#所示9S:0?材料器件的高成本+集成度不

4、高等缺陷!使+BS>'d5器件的硅衬底片为电阻率%MG&)KG的;`型-#$$.硅片!厚度约为!$$!掺杂浓度为+BS>材料器件的应用研究显示出良好的市场发展'G前景9#fiMi型硅外延层!掺杂浓度![$b#$KG9集电区为;众所周知!辐射可导致器件材料的辐射损伤!从而影响器件的正常工作性能!因此对+BS>'d5器件开展辐射效应研究!考核其在辐射环境中的生存能力!对优化+BS>'d5的加固设计!拓展+BS>'d5在诸如空间站+卫星通信系统+高速军用系统等辐射环境中的广泛应用具有重要意义9国内外对+BS>'d5器件的抗辐射性能已开展了相关

5、实验研'#%N(究工作!但有关+BS>'d5器件的瞬态中子+2辐射效应研究尚未见报道!本工作初步检验了+BS>'d5器件的抗脉冲中子+2辐射能力!并对+BS>图#!+BS>'d5结构示意图'd5电参数在辐射前后的变化进行了初步机理分2BC[#!+KF>G:EBKK=7???>KEB7;7OEF>+BS>'d5D?>A析9B;EFB??EDAI<通信作者9*G:B8"8BDU?F$M!G:B8?9E?B;CFD:9>AD9K;!!$$NU$NU$N收到!!$$NU$fU$J定稿"!$$%中国电子学会第#期刘书焕等"!+BS>'d5的脉冲中

6、子及2辐射效应&(为#[$b#$#NiM!厚度为![J基区为BU+BS>%@UKG'G9+BS>%BU+BS>型外延层!厚度为J!;G#包括两侧BU#f+BS>隔离层厚度各N;G$!掺杂浓度为#9$b#$iM!锗组分为$[#J9发射区为BU+B%;U+B型外延层!KG其中BU+B外延层厚度为!J;G!;型多晶硅外延层厚度为!$$;G!掺杂浓度为M[$b#$!$iMKG9金属电极为5B%5B)%08多层金属化结构!对应的厚度为M$;G%N$;G%#'G9+B-!氧化层厚度约为$[N'G9芯片厚度约$[!GG9发射极接触孔面积为#'Gb!

7、'G9!$叉指的+BS>'d5器件在H&*g#$6!!&g!$G0条件下的特征频率为%S'X!直流增益为图M!西安脉冲堆归一化脉冲功率波形#![$元$!J$!噪声系数)2GB;为#[#Ad!最大耗散功率为2BC[M!)7=G:8BX>A@D8?>@7V>=?F:@>7OEF>@D8?>=>U!$$GT!最大集电极直流电流#$$G09:KE7=#![$ID:;$H9H!脉冲堆中子%"辐射场参数测量与计算上述+BS>'d5器件样品脉冲辐照实验是在西北核技术研究所游泳池式脉冲反应堆辐照腔镉屏蔽快中子滤束装置内进行的!伴随样品辐照同时利用多箔探

8、测器#+0)4U((解谱$和宽量程%1B2#3C!5B$热释光剂量片测量了器件辐照位置中子注量谱分布#图!$和2总剂量9能谱测量的不确定度为#$^%M$^!中子注量的不确定度为M^!2总剂量测量的不确定度为