氢气气氛下横向PNP晶体管电离损伤行为

摘要

无论氢在电子器件内部以何种形式(H2分子、H原子或H+离子)存在，均会对电子器件电离损伤产生作用，进而影响器件的抗辐照能力。本文深入研究了氢气和空气气氛条件下1MeV电子辐照栅控横向PNP(GLPNP)型双极晶体管的辐射损伤缺陷演化行为。利用Keithley4200SCS半导体参数测试仪对不同气氛下辐照过程中晶体管进行在线原位电性能参数测试，研究晶体管电性能退化与电子辐照注量和氢气深度之间的关系；基于栅扫技术(GS)和深能级瞬态谱技术(DLTS)，研究双极晶体管中氢诱导电离损伤缺陷演化的基本特征。研究表明，与空气气氛相比，氢气气氛下电子辐照导致GLPNP的基极电流增加显著，而集电极电流明显降低，产生更多的氧化物电荷和界面态，这些现象均说明氢气加剧双极晶体管的电离辐射损伤。