[發明專利]雙極晶體管電離損傷敏感部位的檢測方法

在審

• 申請號: 202010735183.7
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111855704A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 李興冀;楊劍群;呂鋼
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N23/02
• 分類號: G01N23/02
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理事務所(普通合伙) 11473
• 代理人: 胡天人

1.一種雙極晶體管電離損傷敏感部位的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S100、選擇輻照源，針對待測雙極晶體管開展輻照試驗；

S200、將輻照后的雙極晶體管安裝到深能級瞬態譜儀的測試臺上，設置測試參數；

S300、選擇至少2個不同的偏置電壓，測試雙極晶體管獲取深能級瞬態譜；

S400、根據深能級瞬態譜中的信號峰位置，判定缺陷是否為電離缺陷；

S500、根據深能級瞬態譜中的缺陷信號能級，判定缺陷的類型為氧化俘獲電荷或界面態；

S600、根據缺陷信號類型的判斷結果，判定雙極晶體管的電離損傷敏感區。

2.根據權利要求1所述的雙極晶體管電離損傷敏感部位的檢測方法，其特征在于，所述步驟S600具體包括：

若缺陷信號僅有氧化俘獲電荷信號，則判定雙極晶體管的電離損傷敏感區為中性基區上方的氧化層β1；

若缺陷信號僅有界面態信號，則判定雙極晶體管的電離損傷敏感區為發射結表面β2和中性基區表面β3；

若陷信號同時包含氧化俘獲電荷信號和界面態信號，則判定雙極晶體管的電離損傷敏感區為氧化層β1、發射結表面β2和中性基區表面β3。

3.根據權利要求1所述的雙極晶體管電離損傷敏感部位的檢測方法，其特征在于，所述步驟S500具體包括：

雙極晶體管集電區的禁帶寬度為Eg，若缺陷信號的能級小于α*Eg，則判定為氧化俘獲電荷信號；

若缺陷信號的能級大于α*Eg，則判定為界面態信號；

α為判定參數，范圍為0.2至0.5。

4.根據權利要求1所述的雙極晶體管電離損傷敏感部位的檢測方法，其特征在于，所述步驟S400具體包括：

若信號峰位置不隨偏置電壓發生改變，則判定該缺陷為固有缺陷；

若信號峰位置隨偏置電壓的改變而移動，則判定該缺陷為電離缺陷。

5.根據權利要求1所述的雙極晶體管電離損傷敏感部位的檢測方法，其特征在于，所述步驟S100中，輻照源選自以下一種：X射線、γ射線、光子或中子。

6.根據權利要求1所述的雙極晶體管電離損傷敏感部位的檢測方法，其特征在于，所述步驟S100中，輻照源為帶電粒子。

7.根據權利要求6所述的雙極晶體管電離損傷敏感部位的檢測方法，其特征在于，所述步驟S100具體包括：

選擇帶電粒子作為輻照源；

采用蒙特卡羅方法計算帶電粒子在雙極晶體管中的入射深度，保證入射深度大于雙極晶體管的氧化層厚度；

采用蒙特卡羅方法計算帶電粒子在雙極晶體管內的電離吸收劑量I_d和位移吸收劑量D_d，保證log[(I_d+D_d)/D_d]5；

針對雙極晶體管開展輻照試驗。

8.根據權利要求1-7任一所述的雙極晶體管電離損傷敏感部位的檢測方法，其特征在于，所述步驟S100中，輻照試驗時控制雙極晶體管的電性能參數變化率大于等于20％。

9.根據權利要求1-7任一所述的雙極晶體管電離損傷敏感部位的檢測方法，其特征在于，所述步驟S200中，測試參數具體為：溫度掃描范圍為4K至300K，步長為0.1K，最大反偏電壓V_R小于50％的雙極晶體管額定電壓，脈沖電壓小于等于最大反偏電壓V_R，脈沖時間為1ns至1s。

10.根據權利要求9所述的雙極晶體管電離損傷敏感部位的檢測方法，其特征在于，所述步驟S300中，偏置電壓的范圍為0.1V_R至V_R，V_R為最大反偏電壓。