范菊平,游海龙,贾新章

(1.西安电子科技大学微电子学院,陕西西安 710071; 2.西安电子科技大学宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室,陕西西安 710071)

基极注入HPM导致的双极型晶体管失效分析

范菊平1,2,游海龙1,2,贾新章1,2

(1.西安电子科技大学微电子学院,陕西西安 710071; 2.西安电子科技大学宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室,陕西西安 710071)

为了研究高功率微波对双极型晶体管的作用,在双极型晶体管基极直接注入高功率微波效应实验现象的基础上,建立了高功率微波作用于双极型器件的物理过程与模型,并通过器件仿真,分析确定了高功率微波引起器件失效的主要原因是:高功率微波产生的感应电压脉冲,引起双极型器件基区烧毁形成熔丝和产生大量缺陷.基区烧毁面积与缺陷数量随高功率微波作用的时间和功率的增大而增大,不同的烧毁面积引起失效器件的直流特性将发生变化.器件仿真与实验结果能较好吻合,验证了文中结论.

高功率微波;双极型晶体管;直流特性;烧毁面积

高功率微波(High Power Microwave,HPM)是指频率在300 MHz～300 GHz之间,量子能在10-5eV～10-3eV之间的电磁脉冲,它通过与电子系统的电磁耦合产生电效应,感应出电压、电流脉冲,从而作用于半导体器件[1].随着半导体器件特征尺寸的不断减小、集成规模的增大以及高功率微波源技术的发展,高功率微波导致半导体器件失效以及失效机理的研究成为近年来的研究热点[2-3].双极型晶体管器件(Bipolar Junction Transistor,BJT)是典……