硅基N沟道VDMOS不同偏置下总剂量效应研究

通过⁶⁰Co γ射线辐照试验，研究了不同栅极和漏极偏置下硅基N沟道VDMOS器件的总剂量效应，获得了器件的电学特性与低频噪声特性随辐射总剂量的变化规律。试验结果表明：受辐射诱生的氧化物陷阱电荷与界面陷阱电荷的影响，在栅极偏置为+20 V时，器件的电学特性随累积剂量的增大而退化明显。通过退火试验发现，相比于导通电阻和正向压降，阈值电压、漏电流、亚阈值摆幅和输出电容对于总剂量辐射更加敏感。而在低频噪声特性方面，辐照后器件的沟道电流归一化噪声功率谱密度与正栅极偏置呈现正相关性，与负栅极偏置呈现负相关性。在不同漏极偏置条件下，辐照后器件的沟道电流归一化噪声功率谱密度降低，且基本重合。依据噪声模型，认为N沟道VDMOS内部局域电场分布对辐射感生陷阱电荷的形成影响显著，导致器件Si/SiO₂界面或者附近的载流子与陷阱交换引起的沟道电流波动不同，成为低频噪声主要来源。研究结果可为N沟道VDMOS器件的辐射效应评估、筛选和抗辐射加固设计提供参考。