SOI NMOS器件的总剂量辐射效应研究

摘要

随着SOI技术在辐射环境下的应用越来越广泛，如何提高其抗辐照的性能成为近年来国内外研究重点。
　　 本文首先对PD SOI NMOS器件在静态偏置方式下进行总剂量辐射TCAD仿真。模拟结果表明，OFF偏置状态是辐照最劣偏置。进一步利用TCAD三维仿真工具研究了同时存在电子和空穴陷阱条件下0.5μm SOI NMOS器件的总剂量效应。研究发现，在埋氧中注入电子陷阱可以有效减小器件关态漏电流，并对加入不同电子陷阱浓度的情况做了对比分析。分析结果表明，为了获得好的抗辐照性能，注入的电子陷阱浓度应大于等于原有空穴陷阱浓度。随着器件尺寸的减小，埋氧层的减薄和顶层硅掺杂浓度的提高，器件的抗辐照性能显著提高。带STI隔离区的90 nm SOINMOS器件与不带隔离区的器件相比，关态漏电流无明显变化，但带STI隔离区的90 nm SOI NMOS器件阈值电压的漂移现象明显。
　　 最后从抗辐照加固角度建立了体接触-H型栅-源漏非对称注入结构的0.35μmPD SOI NMOSFET。总剂量效应仿真结果表明此种结构可以使得器件的抗总剂量特性，抗单粒子效应得到提高，所以能够作为一种较理想的抗辐照加固器件。