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：Acta Physica Sinica, 2022, 71(05): 314-324.

• 锗硅异质结双极晶体管
• 总剂量效应
• 三维数值模拟

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60Coγ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60Coγ辐照实验的结论符合得较好.

• 出版日期2022
• 单位西安电子科技大学; 空间科学与技术学院; 中国科学院新疆理化技术研究所; 西安交通大学