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Sioz外表面电荷

发布时间:2012/4/27 19:12:26 访问次数:1238

    起因:沾污、湿气、静电BD6962FVM荷积累造成表面漏电、击穿蠕变。
     PNP管的场感应结特性
    ①V CB -定,沟道长度L-定,V AB一VCB,VBC =0。
    ②VCB增加,B点向C方向移动,JL增大,漏电流也增大。
    ③VCB再增大,沟道夹断(A点),L不变,Ic0饱和,当Na+非常严重,出现沟道不夹断,即沟道电流非饱和特性。
    说明:
    ①热氧化过程中的杂质分凝现象也会导致P型硅表面N型化,硅中硼在热氧化是有向S102中凝集趋势。
    ②NPN管的基区表面在Na+浓度高时,也可能N型化,出现沟道特性。
    ③N-MOSFET也易受反型沟道影响。
    ④Na+离子的移动,在电老化和高温存放后特别显著,它经常引起漏电流不稳定, FE漂移。
    hFE(f)一hFEO +Algt    (4.1)
    式中的A与S102中总电荷(Qm)有关,对于器件CG36,A=l. 7~4.7,海底电缆增音机要求20年内^ FE漂移<±10%。
    表面离子迁移
    离子沿氧化韧表面迁移,可激活S102中的局部缺陷使器件击穿退化,Na+向反偏p-n结附近的金属化迁移,使金属化条下面感应结变宽,增加漏电流,降低击穿电压。
    表面击穿
    ①P+N结:因Qm作用使表面空间电荷区变窄,击穿电压下降。高硼扩散表面浓度高,使表面电场更高,表面击穿电压低于体内击穿电压。
    ②N+P结:因Qm作用使表面空间电荷区变宽,击穿电压升高,但不稳定,因Qm可移动,使击穿电压又下降,可采用p+沟道截断环,提高击穿电压。
    ③击穿电压蠕变:N+P结雪崩时,表面势垒中热载流子[能量高于(室温)费米能级几个kT]会注入到Si02中去。若M电极(集电极电位)加负电位,则热载流(电子、空穴对)中的空穴进入Si02中,使P区耗尽层宽度变宽,使击穿电压增加,当负偏不变时,VR增大到一定程度就不再增大了,因S102中的缺陷能级已饱和,所以VBV(t) =clog(l+tlto)。
    小电流^FE退化机理
    ①界面态具有载流子产生作用和复合作用。
    ②N+结反偏(EB结),到达击穿(雪崩)时,雪崩区的电子、空穴有足够能量轰击E-B结耗尽层附加的表面(S102 -S1界面)引进新的界面态,使表面复合电流增大,造成矗FE下降,当J。增大时,^FE受影响程度很小。当VEB正偏时,工。>lOFr,A时
    FE不受雪崩的影响。
    ③界面态会影响MOSFET:所以沟道载流子受界面态束缚的电荷的散射作用“下降、g。下降fT下降、暗电流上升、Nr上升。
    起因:沾污、湿气、静电BD6962FVM荷积累造成表面漏电、击穿蠕变。
     PNP管的场感应结特性
    ①V CB -定,沟道长度L-定,V AB一VCB,VBC =0。
    ②VCB增加,B点向C方向移动,JL增大,漏电流也增大。
    ③VCB再增大,沟道夹断(A点),L不变,Ic0饱和,当Na+非常严重,出现沟道不夹断,即沟道电流非饱和特性。
    说明:
    ①热氧化过程中的杂质分凝现象也会导致P型硅表面N型化,硅中硼在热氧化是有向S102中凝集趋势。
    ②NPN管的基区表面在Na+浓度高时,也可能N型化,出现沟道特性。
    ③N-MOSFET也易受反型沟道影响。
    ④Na+离子的移动,在电老化和高温存放后特别显著,它经常引起漏电流不稳定, FE漂移。
    hFE(f)一hFEO +Algt    (4.1)
    式中的A与S102中总电荷(Qm)有关,对于器件CG36,A=l. 7~4.7,海底电缆增音机要求20年内^ FE漂移<±10%。
    表面离子迁移
    离子沿氧化韧表面迁移,可激活S102中的局部缺陷使器件击穿退化,Na+向反偏p-n结附近的金属化迁移,使金属化条下面感应结变宽,增加漏电流,降低击穿电压。
    表面击穿
    ①P+N结:因Qm作用使表面空间电荷区变窄,击穿电压下降。高硼扩散表面浓度高,使表面电场更高,表面击穿电压低于体内击穿电压。
    ②N+P结:因Qm作用使表面空间电荷区变宽,击穿电压升高,但不稳定,因Qm可移动,使击穿电压又下降,可采用p+沟道截断环,提高击穿电压。
    ③击穿电压蠕变:N+P结雪崩时,表面势垒中热载流子[能量高于(室温)费米能级几个kT]会注入到Si02中去。若M电极(集电极电位)加负电位,则热载流(电子、空穴对)中的空穴进入Si02中,使P区耗尽层宽度变宽,使击穿电压增加,当负偏不变时,VR增大到一定程度就不再增大了,因S102中的缺陷能级已饱和,所以VBV(t) =clog(l+tlto)。
    小电流^FE退化机理
    ①界面态具有载流子产生作用和复合作用。
    ②N+结反偏(EB结),到达击穿(雪崩)时,雪崩区的电子、空穴有足够能量轰击E-B结耗尽层附加的表面(S102 -S1界面)引进新的界面态,使表面复合电流增大,造成矗FE下降,当J。增大时,^FE受影响程度很小。当VEB正偏时,工。>lOFr,A时
    FE不受雪崩的影响。
    ③界面态会影响MOSFET:所以沟道载流子受界面态束缚的电荷的散射作用“下降、g。下降fT下降、暗电流上升、Nr上升。

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