隨著微電子和航空航天技術(shù)的快速發(fā)展,越來越多的半導(dǎo)體器件與集成電路被應(yīng)用于航天器上。由于在空間環(huán)境工作,這些電子元器件會受到空間輻照的影響,使器件功能退化。雙極型器件被廣泛應(yīng)用于在航天星載設(shè)備以及武器裝備等領(lǐng)域,所以雙極型器件的輻照效應(yīng)和低劑量率輻照損傷增強(qiáng)效應(yīng)被廣泛研究。然而,國內(nèi)外雙極型器件輻照的研究均集中在器件特征電參數(shù)輻照效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)與機(jī)理上,關(guān)于輻照對噪聲參數(shù)的影響研究很少。與電參數(shù)相比,低頻噪聲參數(shù)靈敏度更高,也可以表征雙極型器件的輻照效應(yīng)。本文旨在利用低頻噪聲表征雙極型器件輻照損傷以及低劑量率輻照損傷增強(qiáng)效應(yīng)。本文對雙極晶體管以及雙極線性穩(wěn)壓器的的輻照損傷機(jī)理進(jìn)行了深入的研究,建立了1/f噪聲表征輻照損傷模型。本文具體研究內(nèi)容如下:（1）對高、低劑量率下的PNP晶體管的輻照效應(yīng)進(jìn)行了深入研究,建立了基于輻照效應(yīng)的發(fā)射結(jié)空間電荷區(qū)表面復(fù)合電流模型和1/f噪聲模型。研究發(fā)現(xiàn)界面態(tài)使表面復(fù)合電流增加,而氧化物電荷則起相反作用,但是界面態(tài)起主導(dǎo)作用,最終導(dǎo)致基極電流增加,導(dǎo)致PNP晶體管的電流增益退化。同時,研究也發(fā)現(xiàn)輻照感生的氧化物陷阱電荷和界面態(tài)是導(dǎo)致器件噪聲性能退化的原因,這... 

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
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縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景和研究意義
    1.2 低劑量率損傷增強(qiáng)效應(yīng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要內(nèi)容
第二章 雙極型半導(dǎo)體器件的輻照退化效應(yīng)及噪聲理論
    2.1 輻照環(huán)境
        2.1.1 空間輻照環(huán)境
        2.1.2 核輻照環(huán)境
        2.1.3 模擬源環(huán)境
    2.2 硅雙極半導(dǎo)體器件的輻照效應(yīng)
        2.2.1 電離效應(yīng)
        2.2.2 位移效應(yīng)
    2.3 輻照在雙極器件中產(chǎn)生的缺陷
        2.3.1 界面態(tài)
        2.3.2 氧化物陷阱電荷
    2.4 雙極器件的噪聲
        2.4.1 1/f噪聲
        2.4.2 G-R噪聲
        2.4.3 熱噪聲
        2.4.4 散粒噪聲
    2.5 小結(jié)
第三章 雙極晶體管低劑量率輻照損傷增強(qiáng)效應(yīng)的1/f噪聲表征研究
    3.1 引言
    3.2 PNP晶體管的輻照實(shí)驗(yàn)和結(jié)果
        3.2.1 雙極晶體管的噪聲測量方法
        3.2.2 雙極晶體管的低頻噪聲測試系統(tǒng)
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)樣品和輻照實(shí)驗(yàn)
        3.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    3.3 PNP晶體管電離輻照效應(yīng)研究
        3.3.1 發(fā)射結(jié)空間電荷區(qū)表面復(fù)合電流退化模型
        3.3.2 基于輻照效的PNP晶體管噪聲模型
    3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        3.4.1 基極電流退化
        3.4.2 基極電流噪聲退化
    3.5 小結(jié)
第四章 NPN晶體管低劑量率輻照損傷增強(qiáng)效應(yīng)的 1/f噪聲表征以及輻照感生電荷分離的研究
    4.1 NPN晶體管輻照實(shí)驗(yàn)和結(jié)果
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.2 NPN晶體管電離輻照效應(yīng)研究
        4.2.1 基極表面耗盡
        4.2.2 電流退化模型
        4.2.3 1/f噪聲表征模型
        4.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.3 基于 1/f噪聲的NPN晶體管輻照感生電荷的定量分離方法
        4.3.1 現(xiàn)有的雙極器件的輻照感生電荷的定量分離方法
        4.3.2 基于 1/f噪聲的輻照感生電荷的分離方法
    4.4 小結(jié)
第五章 雙極線性穩(wěn)壓器劑量率輻照損傷增強(qiáng)效應(yīng)的 1/f噪 聲表征研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)樣品與實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.2 線性集成穩(wěn)壓器的測試注意事項(xiàng)
        5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.3 輻照損傷機(jī)理分析
        5.3.1 輸出電壓
        5.3.2 輸出噪聲
    5.4 小結(jié)
第六章 探測器電源電路的輻照效應(yīng)的 1/f噪聲表征研究
    6.1 探測器的電源電路
        6.1.1 電源電路的組成
        6.1.2 電源電路的各個組成部分的原理介紹
    6.2 穩(wěn)壓二極管的輻照效應(yīng)
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)
        6.2.2 結(jié)果與討論
    6.3 電源電路的輻照效應(yīng)
        6.3.1 實(shí)驗(yàn)
        6.3.2 結(jié)果與討論
    6.4 小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]半導(dǎo)體器件低劑量率輻照效應(yīng)及表征方法研究[D]. 胡博.西安電子科技大學(xué) 2011
[3]基準(zhǔn)二極管低頻噪聲測試系統(tǒng)設(shè)計及其可靠性篩選方法研究[D]. 張苑.吉林大學(xué) 2009



本文編號：3657893