SiGe BiCMOS低噪声放大器激光单粒子效应研究

随着CMOS工艺的日益成熟和SiGe外延技术水平的不断提高,SiGe BiCMOS低噪声放大器(LNA)广泛应用于空间射频收发系统的第一级模块.SiGe HBT作为SiGe BiCMOS LNA的核心器件,天然具有优异的低温特性、抗总剂量效应和抗位移损伤效应的能力,然而,其瞬态电荷收集引起的空间单粒子效应是制约其空间应用的瓶颈问题.本文基于SiGe BiCMOS工艺低噪声放大器开展了单粒子效应激光微束实验,并定位了激光单粒子效应敏感区域.实验结果表明,SiGe HBT瞬态电荷收集是引起SiGe BiCMOS LNA单粒子效应的主要原因.TCAD模拟表明,离子在CMOS区域入射时,电离径迹会越过深沟槽隔离结构,进入SiGe HBT区域产生电子空穴对并引起瞬态电荷收集.ADS电路模拟分析表明,单粒子脉冲瞬态电压在越过第1级与第2级之间的电容时,瞬态电压峰值骤降,这表明电容在传递单粒子效应产生的瞬态脉冲过程中起着重要作用.本文实验和模拟工作为SiGe BiCMOS LNA单粒子效应抗辐射设计加固提供了技术支持.

空穴、H+在SiO2体内输运的数值模拟研究

半导体器件的电离辐射效应涉及到材料内部的一系列物理过程,包括空穴对的产生与复合、载流子的输运以及氧化物陷阱电荷和界面态电荷的形成与累积.空穴和H+的输运机制是理解电离辐射效应的关键环节,其中空穴的输运影响着氧化物陷阱正电荷的形成、退火以及H+的释放,从而影响界面态电荷的形成.本文建立Si/SiO2界面的物理模型,借助TCAD数值模拟方法,分析不同剂量率辐照条件下空穴和H+在SiO2体内的输运机制和浓度分布.