H2和H2O对双极器件抗辐射性能的影响规律和机制
作者:
作者单位:

1.西安交通大学 核科学与技术学院,陕西 西安 710049;2.西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与 效应国家重点实验室,陕西 西安 710024

作者简介:

马武英(1987-),男,在读博士研究生,主要研究方向为电子元器件辐射效应.email:mawuying@nint.ac.cn.
缑石龙(1994-),男,硕士,研究实习员,主要研究方向为电子元器件辐射效应.
郭红霞(1964-),女,博士,研究员,主要研究方向为电子元器件辐射效应.
姚志斌(1979-),男,博士,副研究员,主要研究方向为电子元器件辐射效应.
何宝平(1969-),男,硕士,副研究员,主要研究方向为电子元器件辐射效应.
王祖军(1979-),男,博士,研究员,主要研究方向为电子元器件辐射效应.
盛江坤(1989-),男,在读博士研究生,工程师,主要研究方向为电子元器件辐射效应.

通讯作者:

基金项目:

国家重点实验室基金资助项目(SKLIPR1802)

伦理声明:



Effect of H2 and H2O on the total dose effect of bipolar devices
Author:
Ethical statement:

Affiliation:

1.School of Nuclear Science and Technology,Xi'an Jiaotong University,Xi'an Shaanxi 710049,China;2.State Key Laboratory of;Intense Pulsed Radiation Simulation and Effect,Northwest Institute of Nuclear Technology,Xi'an Shaanxi 710024,China

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    摘要:

    为了深入研究H2和H2O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H2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H2和H2O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H2和H2O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。

    Abstract:

    In order to study the effect of H2 and H2O on the radiation effect of domestic bipolar devices, a typical gate-controlled bipolar transistor is designed, and the irradiation tests in different concentrations of H2 are carried out, as well as the total dose irradiation tests after the temperature and humidity tests. The results show that the anti-radiation ability of the device decreases gradually with the increase of hydrogen concentration. After the temperature and humidity test, the radiation damage of the device increases with the entry of H2O. On this basis, gate scanning method is employed to quantitatively separate the radiation-induced defects of the oxide layer. It is found that both H2 and H2O will cause the increase of the radiation-induced interface trap charge Nit after entering into the oxide layer. In addition, the potential mechanism of H2 and H2O induced damage enhancement is given by theoretical analysis. The research results are of great value to the evaluation of the anti-radiation performance of electronic systems in radiation environment.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

马武英,缑石龙,郭红霞,姚志斌,何宝平,王祖军,盛江坤. H2和H2O对双极器件抗辐射性能的影响规律和机制[J].太赫兹科学与电子信息学报,2022,20(9):897~902

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  • 收稿日期:2022-01-02
  • 最后修改日期:2022-02-25
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  • 在线发布日期: 2022-09-22
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