多晶硅发射极NPN管的辐射效应研究

为了研究多晶硅发射极双极晶体管的辐射可靠性,对多晶硅发射极NPN管进行了不同偏置条件下⁶⁰Co γ射线的高剂量率辐照试验和室温退火试验。试验结果表明,辐射后,基极电流IB显著增大,而集电极电流IC变化不大;反偏偏置条件下,IB的辐射损伤效应在辐射后更严重;室温退火后,IB有一定程度的持续损伤。多晶硅发射极NPN管与单晶硅发射极NPN管的辐射对比试验结果表明,多晶硅发射极NPN管的抗辐射性能较好。从器件结构和工艺条件方面,分析了多晶硅发射极NPN管的辐射损伤机理。分析了多晶硅发射极NPN管与单晶硅发射极NPN管的辐射损伤区别。     

Nb∶SrTiO3阻变单元及1T1R复合结构的电离辐射总剂量效应研究

开展了Nb∶SrTiO_(3)阻变单元及1T1R复合结构的X射线总剂量效应实验研究。结果表明,Nb∶SrTiO_(3)阻变单元在累积剂量达到10 Mrad(Si)时依然能够保持良好的阻变特性,高、低阻态未发生逻辑混乱。1T1R复合结构中的NMOS选通晶体管对电离辐射较为敏感,在栅氧化层中辐射感生氧化物陷阱电荷的作用下,NMOS器件阈值电压逐渐向负方向漂移,泄漏电流逐渐增加,进一步导致关态条件下(V_(G)=0 V)对阻变存储单元的错误读写。通过选用抗辐射加固NMOS选通晶体管,可显著提升1T1R复合结构的抗总剂量能力。     

双极晶体管发射极电阻的提取方法及应用研究

以双多晶自对准互补双极器件中NPN双极晶体管为例,阐述了发射极电阻提取的基本原理和数学方法。在大电流情况下,NPN管的基极电流偏离理想电流是发射极串联电阻效应引起的。该提取方法综合考虑了辐照过程中NPN管的电流增益退化特性,分析了总剂量辐照效应对NPN管的损伤机理和模式。该提取方法适用于多晶硅发射极器件,也适用于SiGe HBT器件。     

硅基光电探测器空间辐射效应研究进展

硅基光电子技术结合了高集成度的大规模集成电路制造技术与光电子芯片的大带宽、高速率等优势,推动硅基光电器件在高能物理实验、医学影像和高能粒子碰撞器等领域的广泛应用。然而,应用于空间环境和医疗探测器的光电探测器在运行周期中预计会受到～10¹² particles/cm²的累积注量,而应用于大型粒子对撞机的新型探测器则要经受～10¹⁴ particles/cm²的辐射注量。本文详细阐述了硅基光电探测器的空间辐射效应研究现状,主要包括不同粒子辐照后硅基光电二极管、雪崩光电二极管、单光子探测器以及光电倍增管等主流光电探测器的辐射效应研究进展。研究结果表明,探测器抗电离总剂量性能较好,位移损伤是导致其关键性能参数退化的主要原因,由于工作原理差异,各类器件在辐射环境中表现出不同退化行为和作用机理。     

本宁格SF—P型分条整经机电气系统分析与故障处理

本文针对目前SF—P型分条整经机电气故障维修困难的问题,从它的电气系统分析入手,介绍该整经机电气故障的处理方法。     

一种抑制单粒子瞬态响应的SiGe HBT工艺加固技术仿真

基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,开展了无深槽NPN SiGe HBT工艺和器件仿真。模拟了带深P阱SiGe HBT的制备过程、常规电学特性和重离子单粒子效应。该器件与常规器件相比表现出更优的单粒子瞬态(SET)特性,在关态的SET响应峰值下降了80%,在最大特征频率工作点的SET响应峰值下降了27%,瞬态保持时间也大幅减小。使用深N阱和深P阱隔离同时抑制了集电区-衬底结的漂移载流子收集和衬底扩散载流子收集的过程,极大地提高了器件的SET性能。     

DPSA双极器件中的1/f噪声特性研究

在现代高性能模拟集成电路设计中,噪声水平是影响电路性能的关键因素之一。研究了双多晶自对准高速互补双极NPN器件中发射极结构对器件直流和低频噪声性能的影响。实验结果表明,多晶硅发射极与单晶硅界面超薄氧化层以及发射极几何结构是影响多晶硅发射极双极器件噪声性能的主要因素。     

机械应力对双极晶体管β的影响研究

在芯片制造工艺过程中,机械应力对纵向NPN管共射电流增益β有很大影响。通过对上方第二层铝开槽可使β值回升。在第一层铝与第二层铝间的IMD层中加入压应力Si₃N₄膜,尺寸最大的NPN管的β恢复正常,而其他尺寸的NPN、PNP管的β均有不同程度上升。应用能带理论分析了应力对双极晶体管β的影响机制。结果表明,体硅(100)晶面内的应力对纵向NPN和纵向PNP管的β均有很大影响,并通过实验得到了验证。     

硅基超薄柔性芯片的力学和电学特性研究进展

全面综述了硅基超薄柔性芯片在单轴弯曲应力下的力学和电学特性研究进展,包括弯曲形变的测试方法及应力计算公式,弯曲应力对器件及单元电路响应特性的影响,以及考虑应力效应的器件建模方法。弯曲应力会导致MOSFET的迁移率、阈值电压、漏极电流等关键电参数发生变化,且变化率与所施加的应力大小和方向均密切相关。将器件电学参数随应力变化的数学关系与常规的器件模型相结合,可得到适用于柔性可弯曲器件的紧凑模型,从而使下一代计算机辅助设计工具能够满足未来高性能柔性芯片的设计需求。     

混合模式电应力损伤对SiGe HBT器件1/f噪声特性的影响研究

研究了混合模式应力损伤对SiGe HBT器件直流电性能的影响,对比了混合模式损伤前后器件1/f噪声特性的变化。结果表明,在SiGe HBT器件中,混合模式损伤在Si/SiO₂界面产生界面态缺陷P_b,导致小注入下基极电流增加;H原子对多晶硅晶界悬挂键的钝化作用引起中等注入区基极电流减小,导致电流增益增强。混合模式损伤缺陷位于硅禁带宽度内本征费米能级附近,虽然使基区SRH复合电流增加,却不会改变器件的低频噪声特性。