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本文以不同钝化工艺的PNP型晶体管作为研究对象,基于剂量率为100rad(Si)/s和10mrad(Si)/s的60Coγ射线辐照,采用电性能测试和深能级缺陷分析(DLTS)方法,并结合氢气浸泡处理方法,开展高低剂量率条件下钝化工艺对PNP型晶体管电离辐射损伤影响机制研究。 在高、低剂量率辐照条件下,随着吸收剂量的增加,有/无氮化层PNP型晶体管的基极电流均明显增大,集电极电流基本保持不变,即电离损伤主要由基极电流的变化来体现。随着吸收剂量增加,电流增益逐渐减小,电流增益倒数的变化量先增加后趋于饱和。与高剂量率相比,低剂量率辐照后有/无氮化层PNP型晶体管损伤程度加剧,这说明两种钝化工艺处理的晶体管均存在明显的低剂量率增强效应。 研究过剩基极电流随发射结电压的变化关系结果表明,随着吸收剂量增加,有/无氮化层PNP型晶体管过剩基极电流的来源均由空间电荷区和中性基区的复合转变为以空间电荷区复合为主;其中有氮化层PNP型晶体管的△IB增加量更大,说明电离辐照在有氮化层的PNP型晶体管内引入的界面态占主导地位。基于深能级瞬态谱分析,进一步说明电离辐照在PNP犁晶体管内部产生大量的界面态,且有氮化层的PNP型晶体管中产生的界面态能级位置更接近于禁带中央.导致复合速率增大。因此,钝化工艺加剧了PNP型晶体管的电离损伤。 通过氢气浸泡处理方法,探究PNP型晶体管的钝化层周围气氛中H2对辐照缺陷状态的影响,实验结果表明,辐照前采用氢气浸泡的晶体管与有氮化层的晶体管电离辐射损伤呈现出相似的特征。说明钝化工艺与器件内部的氢存在一定的联系,验证了氢是引起钝化工艺器件电离损伤不同的直接原因。