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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60Co-γ射线辐照影响程度大于NPN型晶体管。为了揭示60Co-γ射线辐照双极器件的电离损伤机理,本文建立了缺陷演化模型来进行数值模拟仿真分析。LPNP型晶体管和NPN型晶体管的电离损伤效应的数值模拟利用半导体器件仿真模拟工具Silvaco-TCAD来完成,首先,在Silvaco-TCAD半导体模拟软件中建立了 LPNP型晶体管和NPN型晶体管的三维器件模型,在此基础之上,又引入电离辐照缺陷能级模型来对LPNP型晶体管和NPN型晶体管的60Co-γ射线电离损伤效应进行了数值模拟,得到了 LPNP型晶体管和NPN型晶体管Gummel曲线仿真模拟的结果。通过综合对比分析晶体管辐照前后试验结果和Silvaco-TCAD仿真模拟结果发现,本文所建立的缺陷物理模型所得到的规律与辐照试验结果基本一致。