[发明专利]锗硅异质结双极晶体管总剂量效应缺陷分布实验分析方法

说明书

本发明公开了锗硅异质结双极晶体管总剂量效应缺陷分布实验分析方法。包括：对多个待测晶体管进行初始电学特性测试；多个待测晶体管组成多个待测晶体管组；每个待测晶体管组包括第一子待测晶体管组和第二子待测晶体管组；对多个待测晶体管组分别设定不同的偏置电压；选择第一和第二剂量率分别对设定于不同偏置电压的第一子待测晶体管组和第二子待测晶体管组进行n次⁶⁰Co伽马射线辐照；每次⁶⁰Co伽马射线辐照后分别对第一子待测晶体管组中的待测晶体管和第二子待测晶体管组中的待测晶体管进行辐照电学特性测试；根据每个待测晶体管的初始电学特性测试以及辐照电学特性测试获得每个待测晶体管的缺陷分布。以达到准确分析其总剂量效应的损伤机理的效果。

技术领域

本发明实施例涉及微电子技术领域，尤其涉及锗硅异质结双极晶体管总剂量效应缺陷分布实验分析方法。

背景技术

双极晶体管作为一种重要的分立半导体器件，是双极型数字和模拟集成电路的核心器件，广泛应用与航天器的电子系统中。然而，工作于太空环境的微电子器件与电路将不可避免的遭受各种宇宙射线和高能粒子的电离辐射影响，引起性能退化而给航天器电子系统的可靠性带来重大隐患。尤其当其应用于卫星壳体外部时，短时间内遭受的粒子辐射急剧增加，电离辐射总剂量效应成为不可忽视的损伤因素。而双极晶体管中的隔离氧化层结构形成的硅/二氧化硅界面使其易受到总剂量效应的影响，分析总剂量效应损伤机制对晶体管的空间可靠应用意义重大。

现有技术中，对辐射后器件损伤的分析是采用传统双极晶体管正向电学特性的方法。针对电离辐射总剂量效应的研究，主要体现在辐射损伤对器件电学特性退化的宏观影响上，实验手段以研究电学参数退化的测试技术为主。

然而，现有的辐射效应宏观电学参数退化分析，不可以全面的表征器件总剂量效应退化规律。

发明内容

本发明提供锗硅异质结双极晶体管总剂量效应缺陷分布实验分析方法，以获得总剂量效应在器件内诱发缺陷的分布规律，准确分析其总剂量效应的损伤机理的效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种锗硅异质结双极晶体管总剂量效应缺陷分布实验分析方法，该锗硅异质结双极晶体管总剂量效应缺陷分布实验分析方法，包括：

对多个待测晶体管进行初始电学特性测试；所述多个待测晶体管组成多个待测晶体管组；每个所述待测晶体管组包括第一子待测晶体管组和第二子待测晶体管组；

对多个所述待测晶体管组分别设定不同的偏置电压；

选择第一剂量率对设定于不同偏置电压的所述第一子待测晶体管组进行n次⁶⁰Co伽马射线辐照；其中，选择第一剂量率对设定于不同偏置电压的所述第一子待测晶体管组进行i次⁶⁰Co伽马射线辐照，以达到预设剂量点Q_i；

选择第二剂量率对设定于不同偏置电压的所述第二子待测晶体管组进行n次⁶⁰Co伽马射线辐照；其中，选择第二剂量率对设定于不同偏置电压的所述第二子待测晶体管组进行i次⁶⁰Co伽马射线辐照，以达到所述预设剂量点Q_i；

每次⁶⁰Co伽马射线辐照后分别对所述第一子待测晶体管组中的待测晶体管和所述第二子待测晶体管组中的待测晶体管进行辐照电学特性测试；

根据每个所述待测晶体管的所述初始电学特性测试以及所述辐照电学特性测试获得每个所述待测晶体管的缺陷分布；

其中，1≤i≤n；n≥2；

所述第一剂量率的范围为A1，100rad(Si)/s≤A1≤150rad(Si)/s；

所述第二剂量率的范围为A2，0.01rad(Si)/s≤A2≤0.1rad(Si)/s。