本征基区尺寸对双极器件总电离剂量辐射效应的影响

基于标准0.18μm BCD工艺,对双极器件总电离剂量(TID)辐射效应进行了研究,提出了一种提高双极器件抗总电离剂量辐射能力的方法。理论分析表明,在标准0.18μm BCD工艺中,双极器件总电离剂量辐射的敏感区域位于浅沟槽隔离结构下方、基极接触区和发射极边缘之间的本征基区。对不同本征基区尺寸的双极器件进行了总电离剂量辐射实验,研究了本征基区尺寸对双极器件电流增益随总电离剂量退化的影响。实验结果表明,在相同总电离剂量下,双极器件本征基区尺寸越小,增益衰减比例越小,辐射敏感性越低。将10 V纵向npn(VNPN)器件的本征基区尺寸由1.4μm减小至0.6μm,可将150 krad(Si)总电离剂量辐射后的归一化电流增益由0.6132增大到0.7081。因此,减小本征基区尺寸是一种有效的双极器件总电离剂量辐射加固技术。

SDB/SOI双极器件失效机理与可靠性评价技术研究

对硅片直接键合/绝缘体上硅(SDB/SOI)双极电路的退化机理进行了描述。在基极-发射极反向偏置的条件下,研究了应力作用时间与器件参数的退化关系。实验结果表明,电流放大倍数β与退化时间的平方根呈线性关系;不同的反向偏压下,退化的速度也不同。建立了器件的退化模型,对双极器件在使用条件下的可靠性进行了分析。

工艺综合及其在MOSFET和双极器件中的应用

工艺综合是一种自顶向下的工艺、器件设计方法。文章通过应用于MOS器件和双极型器件的工艺与器件设计,介绍工艺综合并验证工艺综合思想;介绍了基于工艺综合开发的MO-SPAD软件系统。在工艺综合系统中,使用响应表面法可加速综合的速度。

硅异质结和赝异质结双极器件研究进展

本文作者结合自己的工作，综述了硅异质结和赝异质结双极器件的研究进展，指出ＧｅＳｉＨＢＴ将成为双极结构的主流技术，硅赝异质结器件也将在低温应用等方面显示出优势。

双极器件中硅基区和锗硅基区的禁带变窄量

采用一种新的方法计算双极器件中离子注 B硅基区和原位掺 B的锗硅基区禁带变窄量 .在器件基区的少子迁移率、多子迁移率和方块电阻已知的情况下 ,应用这种方法只需测量室温和液氮温度下的电学特性就可以获得禁带变窄量 .这种方法从双极晶体管的集电极电流公式出发 ,利用 VBE做自变量 ,在室温和液氮温度下测量器件的Gum mel图 ,选取 ln IC随 VBE变化最为线性的一部分读出 VBE及相应的 IC数值 ,获得两条 VBE- ln IC直线 ,通过求解两条直线的交点可以计算出基区的禁带变窄量ΔEG.利用这种方法测试了硅双极器件和锗硅基区双极器件 ,其基区禁带变窄量分别为 41me V和 12 5 me V,这个测量结果与文献中的数值符合较好 .

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。

硅双极器件及电路电离总剂量辐照损伤研究

针对硅双极器件及其构成的双极集成电路有着如低剂量率辐照损伤增强效应等不同于其他类型电路的特殊的辐照响应问题,分析了空间辐射电离总剂量环境及铝屏蔽作用,双极晶体管及电路总剂量辐照损伤机理,低剂量率辐照损伤增强效应、规律和电参数变化。通过选取几种典型的双极晶体管和电路进行地面辐照模拟试验和测试,证明了双极器件及电路的关键参数受辐照影响较大,特别是对低剂量率辐照损伤增强效应敏感,低剂量率辐照损伤增强因子基本都大于1.5,不同双极器件和电路的低剂量率辐照损伤增强效应有着明显的不同,与器件类型、加工工艺(如氧化层厚度)等密切相关。

宇航用双极器件和光电耦合器位移损伤试验研究

文章针对器件的位移损伤效应,利用质子加速器产生的质子及反应堆中子对化合物器件和硅器件位移损伤进行试验研究,得到了GaAs光电耦合器的电流传输比(CTR)和硅晶体管电流增益hFE的退化率随等效剂量的变化规律。研究结果表明,在质子70 MeV以上高能量范围,对于硅器件适用的位移损伤等效原理对于GaAs化合物器件则不再适用,需要修正。根据试验数据,给出了经验的修正系数。

硅双极器件ELDRS效应机理的研究进展

低剂量率辐射损伤增强效应(ELDRS)的发现引起了国际航天领域的关注。本文介绍了双极器件的辐照响应,综述了自1991年发现双极器件具有ELDRS效应二十多年以来ELDRS效应机理研究取得的主要成果,分析了未来可能的研究方向。调研发现,机理研究主要聚焦在Si/SiO2界面处,建立工艺与界面特性的关联对于抑制ELDRS效应极具参考价值。

H_(2)和H_(2)O对双极器件抗辐射性能的影响规律和机制

为了深入研究H_(2)和H_(2)O进入氧化层后对双极器件辐射效应的影响机制,以栅控双极晶体管为研究载体,分别开展了不同浓度H_(2)浸泡中的辐照试验和温湿度试验后的总剂量辐照试验。试验结果表明,随着氢气浸泡浓度的增加,器件的抗辐射能力逐渐降低;而温湿度试验后,由于水汽的进入,器件在随后的辐照试验过程中辐射损伤呈增大趋势。在此基础上,利用栅控栅扫描法进行氧化层辐射感生缺陷的定量分离,发现H_(2)和H_(2)O进入器件氧化层后,均会造成辐射感生界面陷阱电荷Nit的增加,并在一定程度上降低辐射感生氧化物陷阱电荷Not的量,结合理论分析进一步给出了H_(2)和H_(2)O造成器件损伤增强的潜在机制。研究成果对于辐射环境用电子系统的抗辐射性能评价和应用具有参考意义。

双极器件的快中子辐照损伤

从双极器件在快中子脉冲辐射下Frenkel缺陷的产生及其退火机理出发,推导出器件β在中子脉冲作用下随AF(t)和电荷浓度变化的数学模型。同时。

高压蒸汽对塑封双极器件电参数的影响

塑封双极晶体管采用EIA/JESD22-A102-C规定的121℃、100%RH、29.7 psi压力的条件试验96 h后,测试发现直流增益HFE会有明显的下降,击穿电压BV CEO会略有上升。开封芯片检查和理论分析表明,高压水汽可以穿透封装,造成芯片内部微缺陷增加,导致器件HFE下降,BV CEO略有上升。通过优化封装材料及工艺,可以改善HFE漂移,增强器件抗潮湿性能。

低温氧化技术优化双极器件结构及工艺的研究

双极集成电路需要在不影响器件特性的前提下通过缩小基区面积提高电路密度。利用LTO淀积SiO_(2)薄膜替代热氧化SiO_(2)薄膜,用LTO较低淀积温度进行发射区退火替代氧化退火工艺,双极器件的基区和发射区消除了"分凝"和"鸟嘴"现象,具有自然扩散的形貌特征,缩小了基区面积,优化了器件结构,可以有效提高器件集成密度。在基区和发射区工艺控制方面,LTO工艺减少了高温工序,有效节约能源和掺杂材料消耗;该工艺流程比较简短紧凑,有利于实现工艺标准化,减少由于不确定工艺因素造成产品的质量波动。

双极器件和光电器件辐射效应飞行验证分析

为验证元器件在空间综合环境特别是真实辐射环境下的可用性,需要开展在轨飞行验证。文中就双极器件和光电器件辐射效应的在轨飞行验证进行了分析,重点分析研究了器件特征参数选择、特征参数测试电路、飞行验证测试系统模块设计等基本思路,并就关键技术难点提出了初步解决建议,为国产元器件飞行验证提供一种参考。

双极器件和MOS LSI的本征吸杂研究

为了寻找一种有效而又可靠的吸杂技术,研究了一种采用HCl氧化的三步预热处理工艺方法。在这种方法中,氧化引起的体内堆垛层错起看吸杂中心的作用。利用HCl本征吸杂,可以完全去除外延堆垛层错,降低高速双极器件的结漏失效。本文提出的HCl本征吸杂技术应用在MOS图象传感器和动态RAM中,可以改善它们的产品性能。

高速双极器件制造中的离子注入技术

本文讨论了高速双极器件制造中的离子注入技术。重点讨论在双极器件制造工艺中的离子注入掺杂技术,离子注入形成浅结技术,以及离子注入层的退火技术。根据这些要求,对离子注入设备应具有的技术性能作了一些预测。

高增益低噪声超低温硅双极器件系列

东南大学微电子中心在国家自然科学基金委、机电部电子科学研究院和江苏省科委的资助和支持下,在国内率先研制成功了可在液氮温度下正常工作的高增益低噪声超低温硅双极器件系列,通过了江苏省科委主持的技术鉴定,器件主要电参数性能指标为:

高温贮存对双极器件抗辐射性能的影响

介绍F124型四运算放大器1 000 h高温贮存前后4组γ总剂量辐射试验的结果,包括静态异地测试试验、动态原位测试试验结果。对4组试验数据进行对比和分析,最后对结果进行讨论。提出"辐射可靠性"的概念。

双极器件ELDRS效应研究进展

电离总剂量是航天电子系统辐射效应研究的重要问题,其中双极器件因其特有的低剂量率损伤增强(Enhanced low Dose Rate Sensitivity,ELDRS)效应,已成为航天用双极器件抗电离总剂量效应发展重点突破的方向及难点问题。本文综述了ELDRS效应及低剂量率加速评估技术的研究进展,并结合ELDRS效应难点问题,给出了最新关于ELDRS效应的研究结果。试验结果表明,采用变温辐照方法不仅可以保守地用于双极器件在0~200 krad(Si)范围的ELDRS效应评估,将评估时间从7.7个月缩短至11 h,还可将其应用于双极模拟电路总剂量和单粒子协同效应的评估,同样可以获得保守且快速的评估效果。