双极型模拟IC总剂量效应仿真验证研究

发布时间：2024-04-13 11:27

　　为了解决航天用双极型模拟集成电路的电离总剂量效应评估问题,结合基于失效物理的半导体器件仿真方法,提出了基于失效物理的双极型模拟集成电路电离总剂量效应仿真验证方法。在此基础上,以某型高性能固定频率电流型控制器芯片为研究对象,通过对双极型晶体管单元器件的抗总剂量能力进行仿真研究,可以确定该芯片的抗总剂量能力在剂量率为0.1 rad (Si)/s时高于100 krad (Si),与实际的试验结果一致,为双极型模拟集成电路抗总剂量能力评估提供了一种新思路。

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【部分图文】：

图1TID仿真总体流程图

总剂量仿真需要器件结构、材料和掺杂浓度等器件的基本信息作为输入，建立器件的仿真模型，通过与实际测得的电学特性曲线对比后，校准得到较为准确的器件模型。在SDEVICE中加入TID相关模型（例如：Radiation模型和陷阱俘获模型）和与器件底层相关的物理模型（例如：电荷传输模型、漂....

图2BJT版图信息及剖面图

该型高性能固定频率电流型控制器采用的是本所32V线性双极工艺制作的单片模拟集成电路。由于进行器件总剂量的研究时，通过单管BJT即可以表现其抗总剂量的特性，故仅针对BJT单管进行建模仿真。BJT管的版图及剖面图如图2所示，其三维模型如图3所示。图3BJT器件三维模型示意图

图3BJT器件三维模型示意图

图2BJT版图信息及剖面图根据工艺部门提供的BJT器件结构设计信息及掺杂浓度，利用Sentaurus中的SDE模块建立器件的仿真模型，BJT管的掺杂浓度分布如图4所示。

图4BJT管掺杂浓度分布图

得到准确的器件仿真模型后，根据图1所示的仿真流程图进行TID仿真分析。TID仿真的输入为经过电学特性曲线修正后的器件模型。添加TID进行仿真，利用Sentaurus器件特性仿真器SDEVICE中的Physics命令段设置BJT管的TID参数，具体的语句如下：图5BJT器件的Ic....

本文编号：3952968