[發(fā)明專(zhuān)利]一種同時(shí)產(chǎn)生電離和位移缺陷信號(hào)的器件及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810136624.4
• 申請(qǐng)日: 2018-02-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108281480B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李興冀;楊劍群;劉超銘;劉勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/06
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/06;H01L29/41;H01L29/739
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 高倩

本發(fā)明提供一種表征不同類(lèi)型粒子輻照誘導(dǎo)電離和位移缺陷形成與退火狀態(tài)的一種同時(shí)產(chǎn)生電離和位移缺陷信號(hào)的器件及其制備方法，屬于核科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括集電區(qū)、基區(qū)、n個(gè)發(fā)射區(qū)、發(fā)射極、基極和集電極；集電區(qū)的摻雜濃度小于1E15/cm³；基區(qū)外邊緣的長(zhǎng)邊距集電區(qū)外邊緣的距離d范圍為0.1～300μm，基區(qū)外邊緣的寬邊距集電區(qū)外邊緣的距離e的范圍為0.1～300μm；基區(qū)摻雜濃度為1E15/cm³～1E17/cm³；發(fā)射區(qū)的長(zhǎng)邊a與寬邊b的比值在500:1～1:500范圍內(nèi)，擴(kuò)散結(jié)深度在0.1μm至3.0μm之間；相鄰兩個(gè)發(fā)射區(qū)的間距不小于a/2、不大于5a；發(fā)射區(qū)摻雜濃度為5E15/cm³～1E20/cm³。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于核科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種同時(shí)產(chǎn)生電離和位移缺陷信號(hào)的器件及其制備方法。

背景技術(shù)

航天器在軌服役過(guò)程中，會(huì)受到各種空間環(huán)境的影響，其中，以空間帶電粒子輻射環(huán)境影響最為突出。在宇宙空間中存在著相當(dāng)數(shù)量的高能帶電粒子?？臻g高能粒子環(huán)境一般是指電子的能量大于40keV，質(zhì)子或中子的能量大于1MeV，重離子的能量大于1MeV/u。實(shí)際空間輻射環(huán)境中的高能帶電粒子能量達(dá)到幾十keV至數(shù)百M(fèi)eV以上，會(huì)對(duì)在軌航天器造成嚴(yán)重威脅。高能帶電粒子輻射易于使航天器上電子器件受到損傷，導(dǎo)致航天器在軌服役壽命與可靠性下降?？臻g高能帶電粒子源主要包括地球輻射帶、銀河宇宙線及太陽(yáng)宇宙線三類(lèi)。

在空間輻射環(huán)境中的大多數(shù)帶電粒子(如質(zhì)子、電子及重離子)既能產(chǎn)生電離輻射效應(yīng)，又能產(chǎn)生位移輻射效應(yīng)。當(dāng)這些帶電粒子入射到材料或器件時(shí)，一般會(huì)同時(shí)產(chǎn)生電離和位移損傷效應(yīng)，這兩種效應(yīng)會(huì)呈現(xiàn)一種相互競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)制。這些粒子的實(shí)際電離和位移輻射損傷能力如何表征和檢測(cè)是目前輻射效應(yīng)研究的一個(gè)難點(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)電離缺陷和位移缺陷特征及影響機(jī)制，提出用于分離和檢測(cè)不同類(lèi)型帶電粒子的輻射損傷能力，來(lái)表征不同類(lèi)型粒子輻照誘導(dǎo)電離和位移缺陷形成與退火狀態(tài)的一種同時(shí)產(chǎn)生電離和位移缺陷信號(hào)的器件及其制備方法。

本發(fā)明的一種同時(shí)產(chǎn)生電離和位移缺陷信號(hào)的器件，所述器件包括集電區(qū)、基區(qū)、n個(gè)發(fā)射區(qū)、發(fā)射極、基極和集電極；

集電區(qū)位于基區(qū)的外圍，所述集電區(qū)的摻雜濃度小于1E15/cm³；

所述基區(qū)的外邊緣為長(zhǎng)方形，基區(qū)外邊緣的長(zhǎng)邊距集電區(qū)外邊緣的距離d范圍為0.1～300μm，基區(qū)外邊緣的寬邊距集電區(qū)外邊緣的距離e的范圍為0.1～300μm；

基區(qū)摻雜濃度為1E15/cm³～1E17/cm³；

以基區(qū)中心坐標(biāo)為中心，形成n個(gè)長(zhǎng)方形的發(fā)射區(qū)，n為大于1的正整數(shù)；

所述發(fā)射區(qū)的長(zhǎng)邊a與寬邊b的比值在500:1～1:500范圍內(nèi)，擴(kuò)散結(jié)深度在0.1μm至3.0μm之間；相鄰兩個(gè)發(fā)射區(qū)的間距不小于a/2、不大于5a；

發(fā)射區(qū)摻雜濃度為5E15/cm³～1E20/cm³；

發(fā)射極同時(shí)從n個(gè)發(fā)射區(qū)的頂部引出，基極從基區(qū)的頂部引出；

集電極從集電區(qū)的底部引出。

優(yōu)選的是，所述集電區(qū)、基區(qū)、n個(gè)發(fā)射區(qū)之間設(shè)置有隔離區(qū)。

優(yōu)選的是，所述集電區(qū)摻雜的元素為硼元素。

優(yōu)選的是，所述基區(qū)摻雜的元素為硼元素。

優(yōu)選的是，所述發(fā)射區(qū)摻雜的元素為磷元素。

本發(fā)明還提供一種同時(shí)產(chǎn)生電離和位移缺陷信號(hào)的器件的制備方法，所述方法包括如下步驟：