28nm MOSFET器件的单粒子效应

利用SILVACO TCAD软件构建了28 nm MOSFET器件的3维结构,创建了单粒子的迁移率和载流子等仿真物理模型,仿真模拟了重离子入射位置、LET值、入射角度及器件的漏极掺杂浓度、漏极偏置电压对28 nm MOSFET器件单粒子效应的影响,分析了重离子入射引起器件双极放大效应。仿真结果表明:MOSFET器件对单粒子效应敏感的位置是临近轻掺杂的漏极,通过提取耗尽区电势,发现不同位置单粒子漏极瞬态电流的峰值与电势的大小基本保持一致;漏极瞬态电流峰值随着LET值和漏极偏置电压的增大而增大,而随着器件的漏极掺杂浓度的增大而减小;漏极瞬态电流峰值随着粒子入射角度的增大而增大,这是器件内部电离面积的变化引起的。另外,单粒子效应会导致MOSFET体内的寄生晶体管导通,使大量电子从源极流入漏极,产生的电流与单粒子电离形成的电流叠加使电路节点电压突变,导致电路功能紊乱,研究表明双极放大增益可达3.3。