三维数值仿真研究锗硅异质结双极晶体管总剂量效应

• 作者: 张晋新 王信 郭红霞 冯娟 吕玲 李培 闫允一 吴宪祥 王辉
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 锗硅异质结双极晶体管 总剂量效应 三维数值模拟
• 年，卷（期）: 2022,（5）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域|INTERDISCIPLINARY PHYSICS AND RELATED AREAS OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
• 页码范围: 308-318
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.71.20211795

摘要

为探索锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)总剂量效应的损伤机理,采用半导体器件三维模拟工具(TCAD),建立电离辐照总剂量效应损伤模型,分析比较电离辐射在SiGe HBT不同氧化层结构的不同位置引入陷阱电荷缺陷后,器件正向Gummel特性和反向Gummel特性的退化特征,获得SiGe HBT总剂量效应损伤规律,并与60Co γ辐照实验进行对比.结果 表明:总剂量辐照在SiGe HBT器件中引入的氧化物陷阱正电荷主要在pn结附近的Si/SiO2界面处产生影响,引起pn结耗尽区的变化,带来载流子复合增加,最终导致基极电流增大、增益下降;其中EB Spacer氧化层中产生的陷阱电荷主要影响正向Gummel特性,而LOCOS隔离氧化层中的陷阱电荷则是造成反向Gummel特性退化的主要因素.通过数值模拟分析获得的SiGe HBT总剂量效应损伤规律与不同偏置下60Co γ辐照实验的结论符合得较好.