栅控PNP晶体管ELDRS效应的开关剂量率加速试验方法及机理

摘要

本文以60Co-γ源作为辐照源，选用栅控横向PNP型(GLPNP)晶体管为研究对象，在100rad/s、10mrad/s和变换剂量率下分别进行了辐照试验，研究了不同辐照条件对GLPNP晶体管电离辐照损伤缺陷演化行为的影响。辐照过程中，测试了 GLPNP晶体管电性能随辐照剂量的变化规律，并结合栅扫描测试（GS）及辐照感生缺陷分离技术，验证了开关剂量率加速辐照试验方法的可行性并探究了其加速机理。
　　研究结果表明，晶体管的电流增益在10mrad/s辐照剂量率条件下的退化程度较100rad/s辐照严重。基本微观缺陷测试分析表明，与100rad/s辐照相比，相同辐照剂量下，10mrad/s辐照时晶体管内部产生的氧化物电荷浓度较少，但是其内部界面态浓度更多。并且，在低剂量率辐照条件下，相同辐照剂量条件界面态增长速率较快，导致下降更加迅速，致使晶体管的电性能退化更加严重。通过模拟分析揭示出了 ELDRS效应主要是由于氧化物层中的空穴俘获陷阱和复合中心对电离诱导空穴的俘获和复合竞争机制所引起。
　　开关剂量率试验表明，当辐照剂量率由高到低切换的短时间内，变换剂量率效果与高、低剂量率单独辐照相同。但切换为低剂量率后，随总剂量逐渐增加，开关剂量率所造成的损伤要远小于低剂量率单独辐照所造成的损伤。上述结果说明，开关剂量率加速试验方法虽然实现了一定程度的加速，但先进行高剂量率辐照会对后期的低剂量率辐照产生影响，导致辐照诱导缺陷的退火速率加快，使得电性能的损伤程度减小。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 电离效应研究进展

1.3 电子器件加速试验研究进展

1.4 开关剂量率加速试验方法研究进展

1.5 本文的主要研究内容

第2章 试验条件及分析测试方法

2.1 试验器件

2.2 辐照试验条件

2.3 电性能测试方法

2.4 缺陷表征与分析方法

第3章 不同剂量率下GLPNP晶体管电离效应研究

3.1 不同剂量率下的辐照对电性能的影响

3.2 辐照剂量率对缺陷演化的影响

3.3 低剂量率增强效应机理分析

3.4 本章小结

第4章 开关剂量率加速试验机理研究

4.1 开关剂量率辐照对电性能的影响

4.2 开关剂量率辐照对缺陷演化的影响

4.3 开关剂量率加速试验方法机理分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢