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基于三维数值仿真的SiGe HBT总剂量效应关键影响因素机理研究

张晋新 王信 郭红霞 冯娟

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基于三维数值仿真的SiGe HBT总剂量效应关键影响因素机理研究

张晋新, 王信, 郭红霞, 冯娟

3D Simulation Study on the Mechanism of Influence Factor of Total Dose Ionizing Effect on SiGe HBT

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-27
  • 上网日期:  2021-11-23

基于三维数值仿真的SiGe HBT总剂量效应关键影响因素机理研究

  • 1. 西安电子科技大学
  • 2. 中国科学院新疆理化技术研究所
  • 3. 西北核技术研究所
    基金项目: 国家级-国家自然科学基金 (11805270)

摘要: 为探索锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)总剂量效应的损伤机理,采用半导体器件三维模拟工具(TCAD),建立电离辐照总剂量效应损伤模型,分析比较电离辐射在SiGe HBT不同氧化层结构的不同位置引入陷阱电荷缺陷后,器件正向Gummel特性和反向Gummel特性的退化特征,获得SiGe HBT总剂量效应损伤规律,并与60Co γ辐照试验进行对比。结果表明:总剂量辐照在SiGe HBT器件中引入的氧化物陷阱正电荷主要在pn结附近的Si/SiO2界面处产生影响,引起pn结耗尽区的变化,带来载流子复合增加,最终导致基极电流增大、增益下降;其中EB Spacer氧化层中产生的陷阱电荷主要影响正向Gummel特性,而LOCOS隔离氧化层中的陷阱电荷则是造成反向Gummel特性退化的主要因素。通过数值模拟分析获得的SiGe HBT总剂量效应损伤规律与不同偏置下60Co γ辐照试验的结论符合的较好。

English Abstract

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