Россия
Работа посвящена исследованию влияния структурных особенностей кристалла на стойкость DMOS транзисторов при воздействии ионизирующего излучения. Проведено сравнение результатов приборно-технологического моделирования серийно выпускаемых p-канальных DMOS транзисторов, рассчитанных на максимальное допустимое напряжение сток-исток 60В и 100В. Моделирование проводилось в среде TCAD, были учтены все основные физические принципы исследуемой структуры с помощью соответствующих математических моделей. Полученные значения электропараметров модели показали полное соответствие нормативным значениям. Определены критические места конструкции кристалла, влияющие на работоспособность транзисторов при воздействии ионизирующего излучения космического пространства. Оценено влияние напряженности электрического поля в теле кристалла на стойкость к ионизирующему излучению. Показано, что фактические значения напряженности электрического поля в области p-n-перехода не превышают значения критической напряженности, имея запас более чем в 1,22 раза.
Полевые транзисторы, МОП, ДМОП, MOS, DMOS, критическая напряженность электрического поля, стойкость, ионизирующее излучение, САПР TCAD.
1. Патент № 201024089/28 Российская Федерация, Полупроводниковый прибор : № 2437183 : заявл. 11.06.2010 ; опубл. 20.12.2011 / Б.М. Бубукин, А.Н. Кастрюлев, Б.Г. Рязанцев ; заявитель и патентообладатель ОАО «ВЗПП-сборка». - 7 с.
2. Shockley, W. Statistics of the Recombination of Holes and Electrons / W. Shockley, W.T. Read // Physical Review. - 1952. - Vol. 87. - Pp. 835-842. - DOI:https://doi.org/10.1103/PHYSREV.87.835.
3. Hall, R.N. Electron Hole Recombination in Germanium / R.N. Hall // Physical Review. - 1952. - Vol. 87. - C. 387. - DOI:https://doi.org/10.1103/PHYSREV.87.387.
4. Roulston, D.J. Modeling and Measurement of Minority-Carrier Lifetime versus Doping in Diffused Layers of n ±p Silicon Diodes / D.J. Roulston, N.D. Arora, S.G. Chamberlain // IEEE Transactions on Electron Devices. - 1982. -Vol. 29. - Pp. 284-291. - DOI:https://doi.org/10.1109/T-ED.1982.20697.
5. Law, M.E. Self-Consistent Model of Minority-Carrier Lifetime, Diffusion Length, and Mobility / M.E. Law, E. Solley, D. Burk // IEEE Electron Device Letters. - 1991. - Vol. 12, № 8. - Pp. 401-403. - DOI:https://doi.org/10.1109/55.119145.
6. Fossum, J.G. A Physical Model for the Dependence of Carrier Lifetime on Doping Density in Nondegenerate Silicon / J.G. Fossum, D.S. Lee // Solid State Electronics. - 1982. - Vol. 25 (8). - Pp. 741-747. - DOI:https://doi.org/10.1016/0038-1101(82)90203-9.
7. Barnes, J.J. Finite-element Simulation of GaAs MESFET’s with Lateral Doping Profiles and Sub-micron Gates / J.J. Barnes, R.J. Lomax, G.I. Haddad // IEEE Transactions on Electron Devices. - 1976. - Vol. 23 (9). - Pp. 1042-1048. - DOI:https://doi.org/10.1109/T-ED.1976.18533.
8. Yu, Z. SEDAN III-A Generalized Electronic Material Device Analysis Program / Z. Yu, R.W. Dutton // Stanford Electronics Laboratory Technical Report. - Stanford University, 1985. - 105 p.
9. Joyce, W.B. Analytic Approximation for the Fermi Energy of an ideal Fermi Gas / W.B. Joyce, R.W. Dixon // Applied Physics Letters. - 1977. - Vol. 31 (5). - Pp. 354-356. - DOI:https://doi.org/10.1063/1.89697.
10. Baliga, B.J. Advanced high voltage power device concepts / B.J. Baliga. - Springer Science, 2011. - 568 p. - DOI:https://doi.org/10.1007/978-1-4614-0269-5.
11. Никишин, В.И. Проектирование и технология производства мощных СВЧ транзисторов / В.И. Никишин. - М. : «Радио и связь», 1989. - 144 с.
12. Atlas User’s Manual, Device simulation software / Silvaco, Inc. - Santa Clara, 2018. - 1691 р.
13. Silvaco TCAD tools: Victory Process User’s Manual, Process simulation software. - Santa Clara, 2018. - 1186 р.
14. TCAD-based performance analysis of nanoscale vacuum field-emission transistors at advanced technology nodes / I. Evsikov, G. Demin, N. Djuzhev, M. Makhiboroda // Proceedings of spie.- 2019. - № 3. - P. 104. - DOI: 104.https://doi.org/10.1117/12.2522483.
15. Зи, С. Физика полупроводниковых приборов / С. Зи. - М.: «Мир», 1984. - 455 с.
