PDF(2177 KB)
功率MOSFET抗单粒子加固技术研究
陈宝忠, 宋坤, 王英民, 刘存生, 王小荷, 赵辉, 辛维平, 杨丽侠, 邢鸿雁, 王晨杰
集成电路与嵌入式系统 ›› 2024, Vol. 24 ›› Issue (3) : 19-22.
PDF(2177 KB)
PDF(2177 KB)
功率MOSFET抗单粒子加固技术研究
Investigation on radiation-hardened technology of single event effect for power MOSFETs
针对功率MOSFET的单粒子效应(SEE)开展了工艺加固技术研究,在单粒子烧毁(SEB)加固方面采用优化的体区掺杂工艺,有效降低了寄生双极晶体管(BJT)增益,抑制了单粒子辐照下的电流正反馈机制。在单粒子栅穿(SEGR)加固方面,通过形成缓变掺杂的外延缓冲层来降低纵向电场梯度,减弱了非平衡载流子在栅敏感区的累积,并开发了台阶栅介质结构提升栅敏感区的临界场强。实验结果表明,经过加固的功率MOSFET在满额漏源工作电压和15 V栅源负偏电压的偏置条件下,单粒子烧毁和栅穿LET值大于75 MeV·cm2/mg。在相同辐照条件下,加固器件的栅源负偏电压达到15~17 V,较加固前的7~10 V有显著提升。
An investigation on radiation-hardened technology of single event effect(SEE)for power MOSFETs is described in the paper.In order to decrease the gain of the parasitic bipolar junction transistor (BJT),an optimized reversed-body implant process is utilized.Meanwhile,a variable-doping buffer of epitaxy is designed to reduce the gradient of vertical electric-field,leading to a decreased accumulation of carriers nearly the sensitive gate area.Results show under rated Vds and 15 V negative Vgs bias,the single event burnout (SEB) and single event gate rupture (SEGR) LET of radiation-hardened MOSFETs is above 75 MeV·cm2/mg.Under the same radiation condition,the negative gate-source bias of radiation-hardened MOSFETs reaches to 15~17 V.There is an obvious increase comparing to the unhardened MOSFETs of 7~10 V.
功率MOSFET / 单粒子效应 / 抗辐射加固 / 单粒子烧毁 / 单粒子栅穿
power MOSFETs / single event effect / radiation-hardened / SEB / SEGR
| [1] |
高博, 刘刚, 王立新, 等. 国产星用VDMOS器件总剂量辐射损伤效应研究[J]. 物理学报, 2012, 61(17):176107(1)-176107(7).
|
| [2] |
|
| [3] |
|
| [4] |
|
| [5] |
|
| [6] |
郭红霞, 陈雨生, 周辉, 等. 重离子微束单粒子翻转与单粒子烧毁效应数值模拟[J]. 计算物理, 2003, 20(5):434-438.
用束径0.4μm的微束重离子数值模拟了单粒子翻转SEU和单粒子烧毁效应SEB.单粒子翻转给出了不同离子注入后漏区的电压(电流)随时间变化规律;计算了CMOSSRAM电路的单粒子翻转;给出了收集电荷随LET值的变化曲线并给出了某一结构器件的临界电荷;VDMOS器件单粒子烧毁给出了不同时刻沿离子径迹场强、电位线、电流和碰撞离化率的变化.
|
| [7] |
段雪, 郎秀兰, 刘英坤, 等. 功率VDMOSFET单粒子效应研究[J]. 微纳电子技术, 2008, 45(10):573-576.
|
| [8] |
唐昭焕, 杨发顺, 马奎, 等. 功率VDMOS器件抗SEB/SEGR技术研究进展[J]. 微电子学, 2017, 47(3):401-405.
|
| [9] |
黄学龙, 贾云鹏, 李劲, 等. 功率VDMOS器件抗SEGR的仿真研究[J]. 电力电子技术, 2019, 53(8):113-117.
|
| [10] |
张玉宝, 魏亚东, 杨剑群, 等. 功率器件辐射效应研究进展[J]. 黑龙江科学, 2023, 14(24):1-8.
|
/
| 〈 |
|
〉 |