基于SOI 工艺的二极管瞬时剂量率效应数值模拟*
2021-03-29冒国均边炜钦薛海卫杨光安
冒国均,边炜钦,薛海卫,杨光安
(1.中国电子科技集团公司第五十八研究所,江苏无锡 214072;2.东南大学,南京 210001)
1 引言
MOS 器件中存在各种寄生的PN 结构,研究PN结的瞬时剂量率效应是研究MOS 器件瞬时剂量率效应的基础。本文基于0.13 μm SOI 工艺的二极管器件模型,通过数值模拟,研究了二极管的瞬态剂量率效应,得到了不同瞬时剂量率、不同偏置电压下的二极管光电流变化关系,对研究深亚微米SOI 工艺器件的瞬态剂量率效应具有一定的参考意义。
2 瞬态剂量率辐射效应
SOI 器件的瞬时剂量率效应是指暴露于脉冲γ 射线辐射的MOS 器件所表现出的电离辐射损伤,瞬时电离脉冲辐射下,MOS 器件PN 结中产生光生载流子,引起PN 结间的光电流流动。
PN 结内产生的光电流包括瞬态漂移光电流和扩散光电流两部分。漂移光电流主要在PN 耗尽区内产生,扩散光电流主要在耗尽区外产生。瞬态漂移光电流的大小为

其中q 为电子电荷,g0为载流子产生率,γRD为瞬时辐射剂量率,V 为耗尽区体积。
当瞬态电离脉冲辐射在二极管N 区、P 区产生光电流作用的距离x1、x2小于电子空穴的扩散长度或与其相当时,P 区收集的扩散光电流近似为

N 区收集的扩散光电流近似为

其中q 为电子电荷,g0为载流子产生率,γRD为瞬时辐射剂量率,Ln、Lp为电子空穴的扩散长度 ;ξp=x1/Lp、ξn=x2/Ln,Ln=Dnτn、Lp=Dpτp。Dn、Dp为电子空穴扩散系数,τn、τp为少子寿命[5-6],如图 1 所示。
综上所述,PN 结总的瞬态光电流如式(4):
造模后动物的血脂水平比正常组明显升高(P<0.05),其中高密度脂蛋白的升高考虑是机体受到胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白的刺激后产生的应激性增高,属于保护性;……
