郑若成，顾爱军

（无锡中微晶园电子有限公司，江苏 无锡 214035）

1 概述

多晶发射极三极管结构和传统三极管结构相比，具有很多优势，包括极大的放大倍数、更高的响应频率和更小的尺寸结构，这些优势使得该结构在亚微米和深亚微米BiCMOS工艺中完全取代传统三极管结构而被广泛采用。实际上，在和传统三极管结构比较中，我们比较容易忽略多晶发射极结构三极管的另外一个优势，那就是多晶发射极结构具有更强的抗总剂量辐照能力。

2 三极管总剂量机理分析

总剂量辐照效应是由于伽马射线入射到SiO2介质中，产生能量沉积，形成电子空穴对。由于电子在SiO2中迁移率大，容易逃逸，而空穴则容易被SiO2介质中的陷阱俘获，在SiO2中形成固定的正电荷或者在界面产生界面态。这种固定的正电荷或者界面态会造成硅衬底中杂质浓度的再分布或对载流子寿命产生影响，因此总剂量辐照会对器件性能产生影响。

氧化层越厚，因辐照产生的空穴就越多，被陷阱俘获的几率也越大。SiO2介质中固定正电荷分布除了和SiO2介质中的陷阱分布有关外，还和外加电场相关。因为在电场的作用下，正电荷会发生移动，当正的陷阱电荷移动到SiO2-Si界面边缘时，对器件性能影响最大。因此SiO2介质是总剂量辐照的敏感介质，并且辐照的影响程度和SiO2介质的厚度以及外加电场强烈相关。

对于MOS管器件，抗总剂量辐照加固就是针对氧化层介质的加固，包括场氧的加固和鸟嘴的加固，对于亚微米和深亚微米工艺，栅氧一般不需要加固；……