基于电荷泵技术的栅控横向晶体管在氢氛围中的辐照损伤增强机制

以栅控横向PNP(gate-controlled lateral PNP,GCLPNP)晶体管为载体,开展了在不同浓度氢氛围中的辐照实验,研究了氢气对双极器件总剂量辐射效应的影响规律.并利用电荷泵技术,分离得到GCLPNP晶体管辐照后产生的界面陷阱浓度和氧化物陷阱电荷浓度,总结出氢氛围中辐照损伤的微观机制.实验结果表明,与空气中的辐照实验相比,GCLPNP晶体管在氢气中辐照会使放大倍数减小,损伤增强;且随着氢气浓度的增大,损伤程度会进一步增强,辐照在器件氧化层中产生的界面陷阱增多,氧化物陷阱电荷减少.对比辐照前后界面陷阱的能级分布图可见,在氢氛围中辐照主要增加的是深能级的界面陷阱,且氢气浓度越高,辐照产生的深能级界面陷阱越多.