不同结构双极晶体管γ射线电离辐射效应研究

发布时间：2024-02-21 00:38

　　双极晶体管由于其优良的特性,在空间航天器系统中有着广泛的应用前景。由于双极晶体管的电离辐照损伤敏感性受不同极性和不同结构等因素的影响,因此分别研究不同结构的LPNP型晶体管和不同结构的NPN型晶体管的电离辐照损伤效应是具有重要意义的。本文以LPNP型(横向PNP型晶体管)和NPN型(纵向晶体管)双极晶体管为研究对象,使用60Co-γ射线作为辐照源,结合半导体仿真模拟技术,利用4200半导体参数测试仪和Silvaco-TCAD仿真模拟包,分别测试关键的电学性能参数及缺陷仿真模拟,揭示不同发射极尺寸、不同发射极周长面积比(P/A)和不同基区宽度对LPNP型和NPN型双极器件电学性能退化影响规律以及辐照缺陷机制研究。根据实验数据可知,LPNP型双极器件和NPN型双极器件在高低剂量率60Co-γ射线辐照后,晶体管发射极尺寸越小时,电学性能退化越大;晶体管发射极周长面积比越大时,电学性能退化越大;晶体管基区宽度越大时,电学性能退化越大。对LPNP型晶体管来说,电离辐照损伤的主要影响因素为发射极尺寸和基区宽度;对NPN型晶体管来说,电离辐照损伤的主要影响因素为发射极周长面积比;且LPNP型晶体管受...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1NPN的J随总剂量的变化[16]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-5-形成界面陷阱，造成低剂量率条件下的辐射损伤增强。1.4不同结构对双极器件辐照性能影响影响双极晶体管辐射损伤效应的因素有很多，如加工工艺、辐照剂量率以及晶体管结构等，不同结构的研究主要是指改变双极器件的发射极尺寸以及基区宽度等。本文主要研究了不同....

图1-2NPN的βmax/β0随总剂量的变化[16]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-7-图1-3双极器件横断面和基极-发射极结平面简图[17](a)横断面，(b)基极-发射射结平面图1-4高低剂量率下三种发射极面积双极器件的辐照响应和室温退火行为[17]图1-5高低剂量率下归一化ΔIB与总剂量的关系[17](a)0.5Gy/s，(....

图1-3双极器件横断面和基极-发射极结平面简图[17]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-8-图1-6NPN与LPNP型双极器件归一化β/β0与总剂量的关系[18]根据结果分析，不同周长面积比的双极器件，不论LPNP型还是NPN型晶体管，随着辐照总剂量的增加，电流增益持续衰减，并且发射极周长面积比大的Tn2和Tp2晶体管衰减更严重，可见....

图1-4高低剂量率下三种发射极面积双极器件的辐照响应和室温退火行为[17]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-10-图1-7LPNP与NPN双极器件的归一化β/β0与总剂量的关系[21]由实验结果可以发现：在相同辐照总剂量下，LPNP型双极器件归一化电流增益下降明显比NPN型双极器件的下降多，说明LPNP型双极器件的辐照敏感性更强，这与LPNP型和NPN型....

本文编号：3904768