半导体器件总剂量辐射效应的热力学影响研究doc.docx

半导体器件总剂量辐射效应的热力学影响研究丛忠超1,2,3,4余学峰1,2,3*崔江维1,2,3郑齐文1,2,3,4郭旗1,2,3孙静1,2,3周航1,2,3,4（1.新疆电子信息材料与器件重点实验室，新疆乌鲁木齐830011；2.中国科学院特殊环境材料与器件重点实验室，新疆乌鲁木齐830011；3.中国科学院新疆理化技术研究所，新疆乌鲁木齐830011；4.中国科学院大学，北京100049）摘要：对商用三极管和MOS场效应晶体管进行了不同环境温度下的总剂量辐照实验,对比了在其它条件相同情况下,不同的辐照温度对这两种器件辐射效应特性的影响。实验结果表明,对同一辐照总剂量,三极管的基极电流、电流增益和MOS场效应晶体管的阈值电压漂移值都随着辐照温度的不同而存在较大的差异。关键字：总剂量辐射效应；MOS晶体管；三极管；不同温度辐照中图分类号: TN386.1 文献标识码: AResearch on the thermodynamic properties of total dose effect for semiconductor componentsCONG Zhong-chao1,2,3,4 YU Xue-feng1,2,3?CUI Jiang-wei1,2,3ZHENG Qi-wen1,2,3GUOQi1,2,3SUNJing1,2,3ZHOU Hang1,2,3,4 (1. Xinjiang Key Laboratory of Electronic Information Materials and Devices,Urumqi 830011,China; 2. Key Laboratory of Special Materials and Devices.CAS,Urumqi 830011, China; 3. The Xinjiang Technical Institute of Physics Chemistry.CAS,Urumqi 830011, China; 4. University of Chinese Academy of Sciences,Beijing,100049, China)*Corresponding Author，E-mail：yuxf@ms.xjb.ac.cnAbstract：Total dose effects of diode、triode and MOS transistor under different environment temperature was studied in this paper，compared the influence of temperature on the radiation effect of the devices.The experiment results show that parameters of the diode almost the same with the change of temperature when total dose reached 100krad(Si)，while the current gain of the triode and the threshold voltage、off leakage current of MOS transistor exist an obvious variation with the change of temperature.Keywords：total dose effect;MOS transistor;triode;different temperature irradiation1引言随着我国半导体事业的不断发展，半导体元器件的可靠性也不断的面临新的挑战。而空间、核爆环境、核电厂及核武器储存环境中都存在大量的辐射射线粒子,射线粒子的作用会在材料或电子器件中产生陷阱和缺陷,最终影响器件性能[1]。如影响三极管的基极电流、电流增益,MOS晶体管的阈值电压、沟道迁移率等参数,从而影响器件的工作速度和驱动能力,降低其工作性能甚至使其失效[2]。有关电子元器件总剂量辐射效应、损伤机理的研究工作,早在上世纪70年代初就已经开展,并有大量的研究结果见报道[3-8],但这些研究大都局限在常温辐照环境下。随着电子技术、特别是核技术的发展,越来越多的电子器件不仅用在了具有较稳定温度的辐射环境中,同时也被用在了温度变化跨度较大的辐照环境中,如核电站、战略武器储存环境和空间环境等,因此有必要研究电子器件在不同温度环境中的总剂量辐射效应、损伤规律与损伤机理。三极管和MOS晶体管作为最基本的电子元器件,它们在辐射环境中的生存能力将直接影响电路及电子系统的可靠性。本文通过对三极管和