VDMOS單粒子效應與加固技術研究.pdf

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

2、CAD對器件進行失效過程的模擬。通過此方法可以觀察器件失效過程中內部載流子、電場、電勢、晶格溫度以及電流密度變化,進而從物理層面上分析VDMOS器件失效機制。
　　本文首先通過功率半導體器件物理的基礎理論計算工藝參數(shù)設計了一種常規(guī)的VDMOS結構,并使用TCAD對其電學特性進行了仿真驗證,仿真結果與計算結果一致;然后通過TCAD仿真分別對VDMOS單粒子燒毀和單粒子柵穿失效的物理過程進行深入的分析;再通過對晶格溫度、漏源電流的分析

3、,得到VDMOS單粒子燒毀臨界電壓,通過對柵氧化層電場脈沖峰值與臨界擊穿電場比較可判斷是否發(fā)生單粒子柵穿現(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VDMOS抗單粒子效應的加固技術進行了研究,對VDMOS復合柵氧化層結構、漂移區(qū)緩沖層、P+體接觸摻雜分布及調整柵寬等加固方法進行了仿真評估,仿真結果表明這些方法都可起到對VDMOS單粒子效應加固的效果,而且減小柵寬度、添加漂移區(qū)緩沖層對單粒子燒毀和單粒子柵穿都有加固效果。這些工藝