论文部分内容阅读
目前,双极型器件及电路已经广泛应用于航空航天、核武器爆炸以及核反应堆等具有辐射性的领域。自从1991年Enlow等人发现双极型器件具有低剂量率辐射损伤增强效应(enhangced low dose rate sensitivity, ELDRS)以来,国内外大量研究结果表明,许多双极型器件及电路都具有ELDRS效应。具体表现为双极型晶体管在低剂量率辐照下电流增益下降更为显著,这是由于低剂量率辐照在Si02钝化层内感生了更多的氧化物陷阱电荷Nox和界面态Nit电荷浓度。氧化层陷阱电荷改变Si中的表面势;界面陷阱成为复合中心,增加表面复合速率So。进而导致低剂量率下过量基极电流明显增大,且npn管比pnp管明显。随着对电子元器件低频噪声的深入研究,人们发现双极晶体管经辐照引起的内部缺陷同样可以导致低频噪声的变化。本文采用国产的2N2484(npn)、2N2907A(pnp)双极型晶体管以及LM117、LM317可调三端稳压器作为实验器件和电路,按照西安电子科技大学微电子学院的要求,在西北核技术研究所60Coγ源上进行了γ射线多次剂量(10krad、30krad、50krad、70krad、100krad、150krad)和高低不同剂量率(10rad (Si)/s和O.1rad(Si)/s)的辐照试验。并对半导体器件及电路的辐照结果、损伤机理、物理模型及表征方法进行了深入的研究。同时本文还增加了双极型器件及电路低频噪声辐照变化及对比分析等内容。较为详尽的阐述了双极型器件及电路辐射后产生的缺陷以及缺陷对器件电参数、噪声参数的影响。结果表明随着辐照剂量的增加以及辐照剂量率的降低,双极型器件及电路的电参数不断退化,1/f噪声不断增加。基于上述实验结果和理论研究,结合双极晶体管现有的1/f噪声模型,引入辐射机制,建立双极型器件及电路辐射损伤的1/f噪声表征方法。