Разработана новая TCAD Rad модель для биполярных и МОП транзисторов, учитывающая влияние протонов на основные радиационно-зависимые параметры, такие как время жизни, подвижность, скорость поверхностной рекомбинации и концентрация радиационно-индуцированных ловушек в оксиде. Результаты моделирования показывают хорошую сходимость с экспериментальными данными.

УДК 621.382.3: 004.942
DOI: 10.22184/1993-8578.2018.82.404.405

sitemap
Наш сайт использует cookies. Продолжая просмотр, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с нашей Политикой Конфиденциальности
Согласен
Поиск:

Вход
Архив журнала
Журналы
Медиаданные
Редакционная политика
Реклама
Авторам
Контакты
TS_pub
technospheramag
technospheramag
ТЕХНОСФЕРА_РИЦ
© 2001-2025
РИЦ Техносфера
Все права защищены
Тел. +7 (495) 234-0110
Оферта

Яндекс.Метрика
R&W
 
ISSN 1993-8578
ISSN 2687-0282 (online)
Книги по нанотехнологиям
 
Вход:

Ваш e-mail:
Пароль:
 
Регистрация
Забыли пароль?
Книги по нанотехнологиям
Под ред. Бхатнагара А.
Другие серии книг:
Мир материалов и технологий
Библиотека Института стратегий развития
Мир квантовых технологий
Мир математики
Мир физики и техники
Мир биологии и медицины
Мир химии
Мир наук о Земле
Мир электроники
Мир программирования
Мир связи
Мир строительства
Мир цифровой обработки
Мир экономики
Мир дизайна
Мир увлечений
Мир робототехники и мехатроники
Для кофейников
Мир радиоэлектроники
Библиотечка «КВАНТ»
Умный дом
Мировые бренды
Вне серий
Библиотека климатехника
Мир транспорта
Мир фотоники
Мир станкостроения
Мир метрологии
Мир энергетики
Книги, изданные при поддержке РФФИ
Выпуск #9/2018
Петросянц Константин Орестович, Кожухов Максим Владимирович, Попов Дмитрий Александрович
Обобщенная TCAD-модель для учета радиационных эффектов в структурах МОП и биполярных транзисторов
Просмотры: 2439
Разработана новая TCAD Rad модель для биполярных и МОП транзисторов, учитывающая влияние протонов на основные радиационно-зависимые параметры, такие как время жизни, подвижность, скорость поверхностной рекомбинации и концентрация радиационно-индуцированных ловушек в оксиде. Результаты моделирования показывают хорошую сходимость с экспериментальными данными.

УДК 621.382.3: 004.942
DOI: 10.22184/1993-8578.2018.82.404.405
На настоящий момент с помощью Synopsys TCAD в полной мере не изучено воздействие протонного излучения на структуры МОП и биполярных транзисторов.
В [1] нами была представлена физическая TCAD-модель учета влияния протонного излучения на Si БТ и SiGe ГБТ структур. В данной работе модель была обобщена и расширена для моделирования МОП-структур. Базовым принципом, на котором основана модель, является аддитивный подход к моделированию воздействия протонного излучения путем совместного учета влияния ионизирующего излучения и эффектов смещения. Протонное излучение заменяется комбинацией механизмов смещения и ионизации.
В Synopsys TCAD были включены новые выражения для радиационно-зависимых параметров, таких как: время жизни (τ), подвижность (μ), скорость поверхностной рекомбинации (S), концентрация ловушек в оксиде (Nt).
1. Добавлена зависимость коэффициента радиационно-индуцированной деградации времени жизни Kτ от концентрации носителей в активной области.
2. Добавлены экспериментальные зависимости концентрации радиационно-индуцированных ловушек Nit и скорости поверхностной рекомбинации на границе Si/SiO2 в зависимости от дозы.

3. Добавлены новые зависимости подвижности электронов и дырок от температуры и электрического поля μn, μp = f(T,Eeff) для HfO2/Poly-Si-структур.
4. Добавлены аналитические зависимости для концентраций радиационно-индуцированных ловушек в объеме HfO2 (Not(Dγ)) и на границе раздела SiO2/HfO2 (Nit(Dγ)).
Созданы два программных модуля для учета:
1. Эквивалентного потока нейтронов Фn и эквивалентной поглощенной дозы Dp после воздействия протонного излучения;
2. Поглощенной дозы Dp после воздействия протонного излучения, конвертированной в поглощенную дозу Dγ после воздействия гамма-излучения той же энергии в соответствии с ионизационными потерями энергии протонов.
Следующие примеры иллюстрируют возможности разработанной модели.
На рис. 1 представлено поперечное сечение 0,5 мкм SiGe ГБТ 5HP с β = 110, fT = 50 ГГц, fmax = 70 ГГц. Проведено моделирование и сравнение с экспериментальными данными [2] зависимости коэффициента усиления до и после облучения высокоэнергетическими (198 МэВ) протонами с флюенсом 5 • 1013 п/см2 и облучения низкоэнергетическими (1,75 МэВ) протонами с флюенсами 1 • 1013 п/см2 и 1 • 1014 п/см2 (рис. 2 и 3).
На рис. 4 представлено поперечное сечение n-канального КНИ МОП-транзистора с L = 0,5 мкм, W = 8 мкм, tox = 7,5 нм, tSi = 50 нм, tBOX = 190 нм, Nканал = 3,1 • 1017 см−3. Проведено моделирование (точки) и сравнение с экспериментальными (линии) данными [3] сток-затворных характеристик n-канального КНИ МОП-транзистора до и после облучения протонами дозой 150 и 500 крад (рис. 5).
Погрешность разработанной модели не превышает 20 % для Si БТ, SiGe ГБТ и МОП-транзисторов после облучения дозами до 10 Мрад и потоками до 1 • 1016 см−2.
ЛИТЕРАТУРА
1. Petrosyants K. O., Kozhukhov M. V. Physical TCAD Model for Proton Radiation Effects in SiGe HBTs // IEEE Transactions on Nuclear Science. 2016. Vol. 63. № 4, pp. 2016–2021.
2. Zhang S., Cressler J. D., Subbanna S., Groves R., Niu G., Isaacs-Smith T., Williams J. R., Bakhru H., Marshall P. W., Kim H. S., Reed R. A. An Investigation of Proton Energy Effects in SiGe HBT Technology, IEEE Trans. Nucl. Sci., Vol. 49, № 6, pp. 3208–3212, Dec. 2002.
3. Li Y., Niu G., Cressler J. D., Patel J., Marshall C. J., Marshall P. W., Kim H. S., Reed R. A., Palmer M. J. Anomalous Radiation Effects in Fully Depleted SOI MOSFETs Fabricated on SIMOX, IEEE Trans. Nucl. Sci., Vol. 48, № 6, pp. 2146–2151, Dec. 2001.
 
 Отзывы читателей
Разработка: студия Green Art