Modeling low-dose-rate effects in irradiated bipolar-base oxides

Graves, R.J.; Cirba, C.R.; Schrimpf, R.D.; Milanowski, Randall; Michez, A.; Fleetwood, D.M.; Witczak, S.C.; Saigné, Frédéric

doi:10.1109/23.736454

Cited by 51 publications

(6 citation statements)

References 28 publications

(26 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…This explains the huge difference in degradation rate between high and low dose rates in the initial stage of irradiation. With the increase of irradiation time, the proton release reactions of the large amount of holes which escaped recombination under the low dose rate with the hydrogenated oxygen vacancies in the process of transport towards the Si/SiO 2 interface [17] are dominated as shown in Equation 3below. The released proton starts to arrive to the Si/SiO 2 interface and reacts with the silicon dangling bond.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Mechanism of Degradation Rate on the Irradiated Double-Polysilicon Self-Aligned Bipolar Transistor

Liu

Lü

et al. 2019

Electronics

View full text Add to dashboard Cite

The latent enhanced low dose rate sensitivity (ELDRS) effect is observed in the double-polysilicon self-aligned (DPSA) technology PNP bipolar junction transistor (BJT) irradiated with a high and low dose rate gamma ray, which is discussed from the perspective of the three-stage degradation rate of the excess base current. The great degradation rate as a result of the high dose irradiation of the first stage is dominantly ascribed to the positive oxide trap charges accumulated during a short irradiation, and then due to the competition between the recombination of electrons and capture of the hole by the traps. It declined sharply into a degradation rate saturated region of the second stage. However, for the low dose rate, the small increase in the degradation rate in the first stage is caused by the holes escaping from the initial recombination and being transported to the interface to form the interface states. Then, the competition between the steadily increasing interfacial trap charge and the continuously annealed shallow level oxide trap charge leads to the stable increase of degradation under low dose irradiation. Finally, in stage three, the increases of the degradation rates for high and low dose irradiation result from the different amounts of the hydrogen molecules generated by the hole reactive with depassiviated Si suspended bonds, which can interact with the deep level defects and release protons, causing an increase of interfacial trap charges with prolonged irradiation.

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Mechanism of Degradation Rate on the Irradiated Double-Polysilicon Self-Aligned Bipolar Transistor

Liu

Lü

et al. 2019

Electronics

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…This leads to enhanced low-dose-rate sensitivity (ELDRS) in these bipolar technologies. Several models have been proposed to explain ELDRS [18,19,20,21,22,23]. The most widely accepted model is a space-charge model [18,19,22,23].…”

Section: Project Description and Discussionmentioning

confidence: 99%

Radiation aging of stockpile and space-based microelectronics.

Hembree¹,

Hjalmarson²

2004

View full text Add to dashboard Cite

This report describes an LDRD-supported experimental-theoretical collaboration on the enhanced low-dose-rate sensitivity (ELDRS) problem. The experimental work led to a method for elimination of ELDRS, and the theoretical work led to a suite of bimolecular mechanisms that explain ELDRS and is in good agreement with various ELDRS experiments. The model shows that the radiation effects are linear in the limit of very low dose rates. In this limit, the regime of most concern, the model provides a good estimate of the worst-case effects of low dose rate ionizing radiation.

show abstract

“…Особенностью МОП-структур в биполярных приборах являются большая толщина базового оксида и низкая напряженность электрического поля. В этом случае образующийся при захвате дырок на ловушки ОЗ может менять распределение и направление электрического поля, что полагается причиной ELDRS в моделях [13,14]. Отметим, что даже при малых или нулевых напряжениях на затворе вследствие наличия собственного фиксированного заряда Q ∼ 10 11 см −2 в термическом диоксиде кремния имеется внутреннее электрическое поле E = qQ/εε 0 ∼ 0.01 МВ/см.…”

Section: E T E Junclassified

“…обзор [12]). Эффект ELDRS связывали с образованием объемного заряда [13][14][15] и с бимолекулярными реакциями рекомбинации свободных и связанных электронов и дырок [16,17]. С увеличением интенсивности ИО при наличии рекомбинационных центров возрастает скорость взаимной рекомбинации электронов и дырок и таким образом уменьшается суммарное количество захваченных дырок, отвечающих за образование ОЗ и ПС.…”

Section: Introductionunclassified

Влияние Интенсивности Ионизирующего Облучения На Отклик Моп-Структур

Александров¹

2021

Физика И Техника Полупроводников

View full text Add to dashboard Cite

Проведено моделирование влияния интенсивности ионизирующего облучения на объемный заряд и плотность поверхностных состояний МОП-структур с тонким подзатворным диоксидом кремния. Показано, что зависимости плотности поверхностных состояний и объемного заряда от суммарного времени ионизирующего облучения и последующей выдержки при разных интенсивностях ионизирующего облучения ложатся на соответствующие общие кривые Nit(t) и Qot(t). Общая кривая Nit(t) обусловлена дисперсионным характером транспорта ионов водорода H+. Наблюдаемые отклонения от общей кривой Nit(t) непосредственно после окончания ионизирующего облучения связаны с переходным процессом перераспределения ионов H+. Общая кривая Qot(t) обусловлена релаксацией объемного заряда по механизму термоэмиссии с системы уровней с энергиями 0.3-1.0 эВ. Показано, что повышенная чувствительность к малым дозам ионизирующего облучения (ELDRS) МОП-структур с толстым базовым оксидом при низких интенсивностях определяется дисперсионным характером транспорта ионов H+. Ключевые слова: ионизирующее облучение, МОП-структура, поверхностные состояния, объемный заряд, дисперсионный транспорт, моделирование.

show abstract

Modeling low-dose-rate effects in irradiated bipolar-base oxides

Cited by 51 publications

References 28 publications

Mechanism of Degradation Rate on the Irradiated Double-Polysilicon Self-Aligned Bipolar Transistor

Mechanism of Degradation Rate on the Irradiated Double-Polysilicon Self-Aligned Bipolar Transistor

Radiation aging of stockpile and space-based microelectronics.

Влияние Интенсивности Ионизирующего Облучения На Отклик Моп-Структур

Contact Info

Product

Resources

About