不同类型双极晶体管抗辐照性能的研究

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1、第6期王鹏鹏等：不同类型双极晶体管抗辐照性能的研究强。础上，做100℃的退火，看到NPN型双极晶体管为了更好地说明LPNP型双极晶体管对于辐照恢复到辐照前的90％．并且趋于饱和；而LPNP敏感性强的原因，给出了两种晶体管的厶和随型双极晶体管的归一化电流增益仍然没有显著的恢辐照总剂量的变化关系图．如图4所示。复在100oC退火的基础上．再做200oC下的退从图4中可以看出。辐照以后，LPNP的显火。可以看到。NPN型双极晶体管的归一化电流著地增大，而基本无变化；而NPN的厶有微小增益基本不再变化．而LPNP型双极晶体管的归一的变化．，，基本没有变化。说明辐照后，致使LP．化电流增益恢复显著。

2、NP型双极晶体管的电流增益减小的是厶的增大，并且LPNP对辐照更加敏感j堑竺ll!兰l．1垫兰l＼＼＼■ii~ll-)．，rii．il~一it_一-I一_-一■—●一一D／Gy图5U’NP型晶体管归一化电流增益的辐照效应以及不同温度下的退火变化关系I-i-NPNIl至墨兰ll!QQ兰lJ旦I(a)辐照前后，LPNP的，6、随be的变化々J——-——-～-，m-ii．《一．。1．l●l一-，-。---_一．D／Gy图6NPN型晶体管归一化电流增益的辐照效应以及不同温度下的退火变化关系3讨论由实验的结果可知：与NPN型双极晶体管相(b)辐照前后，NPN的厶、随k的变化图4辐照前后，NPN和LP

3、NP的，6、随be的变化比．LPNP型双极晶体管的辐照敏感型更强。随辐照总剂量的增加．LPNP型双极晶体管的归一化电图5、6给出了在不同的温度下，LPNP型双流增益减小得更多。并且，由两种晶体管在不同温极晶体管和NPN型双极晶体管退火时间t与归一度下的退火实验可知．它们的的退火行为也不一化电流增益的关系样造成这些不同的原因是因为NPN型双极晶体从图中可以看出．常温退火时，NPN型双极管和LPNP型双极晶体管的辐照损伤机理不同。众晶体管的归一化电流增益有所恢复，而LPNP型双所周知．辐照致使双极晶体管电流增益下降的主要极晶体管的归一化电流增益恢复则不明显。在此基原因有：氧化层中正电荷的积累和

4、界面态密度的增OtANztCHANPINKEKAOXINGYUHUANJINGSHIYAN电子产品可靠性与环境试验2013矩加由图4我们也知道。造成电流增益下降的直接的基区的表面复合电流的影响比对LPNP的基极电原因是，^的增大。对于NPN型晶体管，在钝化基流的影响较小区，表面的复合电流，满足下式嘲：4结论一Nitexp(o【Q)(1)通过以上的分析及研究，可得出如下结论：式(1)中：=；2q￡￡a)NPN型和LPNP型双极晶体管对辐照均非￡——相对介电常数：常敏感，但两者相比，LPNP的辐照敏感性更强。￡真空介电常数；造成这种差别的原因是氧化物正电荷和界面态对两口——电子电荷量；种类型的

5、晶体管损伤机理存在差异。衬底掺杂浓度；b)氧化物电荷得以消除的退火温度与消除界——辐照感生的界面态；面态的退火温度不同．界面态的密度在较高的温度p——辐照感生的氧化层正电荷。下才可以有效地降低由公式(1)可知．对于NPN型晶体管，基区c)辐照以后．电流增益的下降．是由基区表表面复合电流与界面态和氧化层正电荷成正比。面复合电流的增加直接引起的。其中，氧化层正电荷又占主导地位，因为厶与氧化层正电荷成指数关系而对于LPNP型晶体管，基区表面复合电流厶参考文献：同样与界面态和氧化层正电荷有关也有类似的公【1]ZHENGYu-zhan，LUWu，RENDi-yuan，eta1．Impact式[61：

6、ofdopedboronconcentrationinemitteronhigh—dose-ratelbsNQ2damageinlateralPNPtransistors【J]．JournalofSemicon—从公式(2)可知，对于LPNP，也受界面ductors，2010，3l(3)：034003—1-5．【2】陆妩，郑玉展，任迪远，等．工艺条件对双极晶体管低态和氧化层正电荷的影响，但与界面态成正比，剂量率辐射损伤增强效应的影响[J]．原子能科学技术，随界面态密度的增加而呈线性地增大。因为氧化物2010，44(1)：114—120．陷阱电荷的退火温度低．而界面陷阱电荷的退火温【3】余学

7、峰，张国强，艾尔肯，等．Si／SiO系统的总剂量辐度较高[71。从退火实验也可以很好地看出．在室射损伤及辐射感生界面态的能级分布[J]．核电子学与温下退火．NPN型晶体管的归一化电流增益的恢探测技术．2006，26(3)：328—330．复明显．在100温度下退火24h．电流增益恢【4】WANGYi-yuan，LUWu，RENDi-yuan，eta1．Theen—复到90％：再继续退火，归一化电流增益基本不hancedl