温度对NMOSFET单粒子瞬态电荷收集影响规律数值模拟.pdf

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1、硕士学位论文温度对NMOSFET单粒子瞬态电荷收集影响规律数值模拟NUMERICALSIMULATIONOFTHEINFLUENCEOFTEMPERATUREONTHESINGLEEVENTTRANSIENTCHARGECOLLECTIONOFNMOSFET焦强哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TN929.13学校代码：10213国际图书分类号：621.391.6密级：公开工学硕士学位论文温度对NMOSFET漏极单粒子瞬态电荷收集影响规律数值模拟硕士研究生：焦强导师：李兴冀教授申请学位：工学硕士学科：材料科学与工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予

2、学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN929.13U.D.C:621.391.6DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringNUMERICALSIMULATIONOFTHEINFLUENCEOFTEMPERATUREONTHESINGLEEVENTTRANSIENTCHARGECOLLECTIONOFNMOSFETCandidate：JiaoQiangSupervisor：Prof.LiXingjiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Mater

3、ialsScienceandEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要本文以NMOSFET晶体管为研究对象，基于TCAD仿真模拟软件对单粒子瞬态进行模拟分析，系统地研究了温度、线性能量传递(linerenergytransfer,LET)、电场和入射角度等单因素，以及温度与LET值、电场和入射角度协同作用对单粒子瞬态效应和电荷收集的影响

4、。具体研究内容和创新主要体现在以下几个方面：基于模拟仿真分析了温度对单粒子电荷收集的影响。温度和电荷收集量存在抛物线关系。随温度升高载流子的迁移率升高，在运动过程中获得较高的动能并发生二次电离，诱导更多电荷产生，随温度的升高二次电离减弱，但器件内部电场升高，使得电荷收集量随温度增加先减小后增加。此外，基于温度的研究结果对温度和其它因素的协同作用进行研究，温度升高促进LET值对收集电荷的作用；在低温下电场对电荷收集影响较大；入射角度越大有效LET值越大，故温度升高促进入射角度对收集电荷的作用。基于模拟仿真分析温度对单粒子瞬态的影响。瞬态电流的峰值随温度升高而降低，随温度降低载流子迁

5、移率高导致初始电流增加；瞬态持续时间随温度升高而升高，随温度升高载流子的扩散系数减小。此外研究了温度和LET值、电场和入射角度的协同作用，发现LET值对瞬态电流峰值低温度下影响大；在高温下LET值对电流持续时间变化影响大；温度显著的影响了电场对单粒子瞬态的作用；对温度和入射角度而言，入射角度越大有效LET值越大，故入射角度对单粒子瞬态的影响规律具有温度依赖性。本文进行了NMOSFET单粒子瞬态及电荷收集温度依赖性的仿真模拟研究，并取得了一定的结果，揭示了载流子迁移率与温度和单粒子瞬态及电荷收集的相关性，为今后的MOSFET单粒子瞬态效应数值模拟评价技术奠定了基础。关键词：温度；单

6、粒子瞬态；电荷收集；仿真模拟；半导体器件IAbstractAbstractInthispaper,theMOStransistorwasstudied,basedonTCADsimulationanalysisofsingleeventtransient,systematicallyinvestigatetheeffectsoftemperature,linearenergytransfer(LET),electricfield,andangleofincidence,andtheeffectsofsynergisticbetweentemperatureandLETvalue,

7、electricfieldandincidentangleonthesingleeventtransienteffectsandchargecollectionweresystematicallystudied.Thespecificresearchcontentandinnovationaremainlyreflectedinthefollowingaspects:Theeffectsoftemperatureonsingleeventchargecollectionwerea