VDMOS單粒子效應(yīng)與加固技術(shù)研究.pdf

1、VDMOSFET(Vertical Double-diffused Metal Oxide Semiconductor)廣泛應(yīng)用于航天器中,然而空間粒子入射VDMOS器件會(huì)導(dǎo)致器件瞬間失效或永久損傷。較常見(jiàn)的為單粒子燒毀(Single Event Burnout,SEB)和單粒子?xùn)糯?Single Event Gate Rupture,SEGR)。
　　研究空間輻射對(duì)器件產(chǎn)生損傷的物理機(jī)制最直觀的方法就是使用Sentaurus T

2、CAD對(duì)器件進(jìn)行失效過(guò)程的模擬。通過(guò)此方法可以觀察器件失效過(guò)程中內(nèi)部載流子、電場(chǎng)、電勢(shì)、晶格溫度以及電流密度變化,進(jìn)而從物理層面上分析VDMOS器件失效機(jī)制。
　　本文首先通過(guò)功率半導(dǎo)體器件物理的基礎(chǔ)理論計(jì)算工藝參數(shù)設(shè)計(jì)了一種常規(guī)的VDMOS結(jié)構(gòu),并使用TCAD對(duì)其電學(xué)特性進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果與計(jì)算結(jié)果一致;然后通過(guò)TCAD仿真分別對(duì)VDMOS單粒子燒毀和單粒子?xùn)糯┦У奈锢磉^(guò)程進(jìn)行深入的分析;再通過(guò)對(duì)晶格溫度、漏源電流的分析

3、,得到VDMOS單粒子燒毀臨界電壓,通過(guò)對(duì)柵氧化層電場(chǎng)脈沖峰值與臨界擊穿電場(chǎng)比較可判斷是否發(fā)生單粒子?xùn)糯┈F(xiàn)象,得到器件的安全工作區(qū)域。最后,本文還從工藝角度對(duì)VDMOS抗單粒子效應(yīng)的加固技術(shù)進(jìn)行了研究,對(duì)VDMOS復(fù)合柵氧化層結(jié)構(gòu)、漂移區(qū)緩沖層、P+體接觸摻雜分布及調(diào)整柵寬等加固方法進(jìn)行了仿真評(píng)估,仿真結(jié)果表明這些方法都可起到對(duì)VDMOS單粒子效應(yīng)加固的效果,而且減小柵寬度、添加漂移區(qū)緩沖層對(duì)單粒子燒毀和單粒子?xùn)糯┒加屑庸绦Ч?。這些工藝