[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

本發明提供了一種雙極晶體管電離損傷敏感部位的檢測方法，包括以下步驟：選擇輻照源，針對待測雙極晶體管開展輻照試驗；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；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；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；根據深能級瞬態譜中的缺陷信號能級，判定缺陷類型為氧化俘獲電荷或界面態；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。本發明檢測方法基于深能級瞬態譜分析，能夠快速判斷和評估雙極晶體管輻射損傷的敏感區，有利于推進輻射環境下雙極器件性能退化等效性問題和抗輻射加固技術的研究。

技術領域

本發明涉及電子器件檢測技術領域，具體而言，涉及一種雙極晶體管電離損傷敏感部位的檢測方法。

背景技術

雙極晶體管是一種電流控制器件，廣泛用于廣播、電視、通信、雷達、計算機、自控裝置、電子儀器、家用電器等領域。

在輻射環境下工作的雙極晶體管受到各種粒子作用，產生電離損傷。雙極晶體管由介電材料、半導體材料、導體材料及其界面組成，電離效應會在器件整個芯片中產生大量的電子—空穴對，這些電子—空穴將同時產生于介電材料、半導體材料、導體材料及其界面。并且電子—空穴對可以自由輸運，在輸運過程中通過自身交互作用或與周圍雜質作用形成穩定缺陷，進而影響器件的性能和可靠性。不同類型的器件對缺陷敏感性不同，且不同部位的缺陷對器件性能退化程度的影響不同。

如何快速表征這些缺陷的部位是研究雙極晶體管輻射損傷及可靠性的關鍵，也是目前亟待解決的問題。

發明內容

本發明解決的問題是如何辨別及判定電離損傷條件下雙極晶體管損傷敏感部位。

為解決上述問題，本發明提供一種雙極晶體管電離損傷敏感部位的檢測方法，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，判定缺陷類型為氧化俘獲電荷信號或界面態信號；

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。

可選地，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。

可選地，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為為判定參數，范圍為0.2至0.5。

可選地，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，則判定該缺陷為固定缺陷；

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。