源区浅结SOI MOSFET的辐照效应模拟

研究了源区浅结的不对称SOIMOSFET对浮体效应的改善 ,模拟了总剂量、抗单粒子事件 (SEU)、瞬时辐照效应以及源区深度对抗辐照性能的影响 .这种结构器件的背沟道抗总剂量能力比传统器件有显著提高 ,并且随着源区深度的减小 ,抗总剂量辐照的能力不断加强 .体接触不对称结构的抗SEU和瞬时辐照能力优于无体接触结构和传统结构器件 ,这与体接触对浮体效应的抑制和寄生npn双极晶体管电流增益的下降有关     

PD SOI nMOSFETs中浮体效应对辐照性能的影响

在SIMOX衬底上制备了H形栅和环形栅PD SOI nMOSFETs,并研究了浮体效应对辐照性能的影响.在106rad(Si)总剂量辐照下,所有器件的亚阈特性未见明显变化.环形栅器件的背栅阈值电压漂移比H型栅器件小33%,其原因是碰撞电离使环形栅器件的体区电位升高,在埋氧化层中形成的电场减小了辐照产生的损伤.浮体效应有利于改进器件的背栅抗辐照能力.     

一种新的部分耗尽SOI器件BTS结构

提出了一种新的部分耗尽SOI体接触技术,与其它体接触技术相比,该方法可以有效抑制SOI器件的浮体效应。形成多晶硅栅之前在源区进行大剂量P＋杂质注入,然后形成非对称源区浅结结构。然后生长硅化物电极,厚的硅化物穿透源区浅结与下面高浓度的体区形成欧姆接触。二维器件模拟表明该结构可以有效降低强反型区体区电势,从而抑制了浮体效应。     

提高SOI器件和电路性能的研究

在分析SOI器件的浮体效应、击穿特性、背栅阈值、边缘漏电、ESD及抗辐照特性的基础上,提出了提高SOI器件和电路性能的技术途径.体接触是防止浮体效应的最好方法;正沟道和背沟道的BF2/B离子注入可以分别满足阈值和防止背栅开启的需要;SOI器件栅电极的选取严重影响器件的性能;源区的浅结有助于减小寄生npn双极晶体管的电流增益;而自对准硅化物技术为SOI器件优良特性的展现发挥了重要作用.研究发现,采用综合加固技术的nMOS器件,抗总剂量的水平可达1×106rad(Si).     

提高SOI器件和电路性能的研究

在分析SOI器件的浮体效应、击穿特性、背栅阈值、边缘漏电、ESD及抗辐照特性的基础上,提出了提高SOI器件和电路性能的技术途径.体接触是防止浮体效应的最好方法;正沟道和背沟道的BF2/B离子注入可以分别满足阈值和防止背栅开启的需要;SOI器件栅电极的选取严重影响器件的性能;源区的浅结有助于减小寄生npn双极晶体管的电流增益;而自对准硅化物技术为SOI器件优良特性的展现发挥了重要作用.研究发现,采用综合加固技术的nMOS器件,抗总剂量的水平可达1×106rad(Si).     

提高SOI器件和电路性能的研究

在分析SOI器件的浮体效应、击穿特性、背栅阈值、边缘漏电、ESD及抗辐照特性的基础上，提出了提高SOI器件和电路性能的技术途径. 体接触是防止浮体效应的最好方法；正沟道和背沟道的BF2/B离子注入可以分别满足阈值和防止背栅开启的需要；SOI器件栅电极的选取严重影响器件的性能； 源区的浅结有助于减小寄生npn双极晶体管的电流增益；而自对准硅化物技术为SOI器件优良特性的展现发挥了重要作用. 研究发现，采用综合加固技术的nMOS器件，抗总剂量的水平可达1E6rad(Si).     

薄栅氧化层0.25μm RF PDSOI NMOSFETs电离总剂量辐照效应研究

本文研制了一种与0.1μm SOI CMOS工艺兼容的射频PD SOI NMOSFET,并分析了电离总剂量辐照对四种不同结构射频器件的静态特性和频率特性的影响,分别包括前/背栅阈值、泄漏电流、跨导,输出特性以及交流小信号电流增益和最大有效/稳定增益。实验表明,在室温环境下经过总剂量为1Mrad(Si)的g射线辐照,所有的射频PDSOI NMOSFET的静态和射频特性均表现出明显退化,其中以浮体NMOSFET变化最大。虽然损失了部分驱动电流、开关速度和高频特性,LBBC型体接触结构的射频器件仍表现出优于GBBC和BTS型体接触结构的射频器件的抗电离总剂量辐照的能力。     

PDSOI体源连接环形栅nMOS特性研究

提出了一种基于部分耗尽绝缘体上硅的体源连接环形栅nMOS器件,并讨论了相应的工艺技术和工作机理。采用体源连接环形栅器件结构,有效地抑制了浮体环形栅器件中存在的浮体效应和寄生双极晶体管效应,使器件性能得到很大的提高。消除了浮体环形栅器件的反常亚阈值斜率和Kink效应,DIBL从120.7mV/V降低到3.45mV/V,关态击穿电压从4.8V提高到12.1V。最后指出,体源连接环形栅器件非常适合于抗辐照加固等应用领域。     

辐照对PDSOI RF MOS体接触结构器件性能的影响

基于抗辐照加固0.35μm PDSOI CMOS工艺制作了RF NMOS器件,研究了电离总剂量辐照对不同体接触结构、栅结构器件性能的影响.在其静态工作模式下,分别考虑了辐照对器件转移特性、泄漏电流、跨导及输出特性的影响;在其交流工作模式下,分别考虑了辐照对其交流小信号电流增益、最大有效/稳定增益、截止频率和最高震荡频率的影响.试验结果表明,与同类非加固工艺器件相比,此种PDSOI RF NMOS抗辐照性能更好,其中以LBBC和LTS型体接触器件受电离总剂量辐照影响最小,并且可获得截止频率22.39 GHz和最高振荡频率29.19 GHz.     

增强型氮化镓功率器件的总剂量效应

研究了P型帽层和共源共栅(Cascode)结构氮化镓(GaN)功率器件高/低剂量率辐照损伤效应。试验结果表明,P型帽层和Cascode结构GaN功率器件都不具有低剂量率损伤增强效应(ELDRS);Cascode结构GaN功率器件总剂量辐照损伤退化更明显;P型帽层结构的GaN功率器件抗总剂量能力较强。分析了二者的退化机制。试验结果为GaN功率器件空间应用提供了有益参考。