4H-SiC基FinFET器件的单粒子瞬态效应研究*

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1108

电子与封装 ›› 2022, Vol. 22 ›› Issue (11): 110401 . doi: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1108

4H-SiC基FinFET器件的单粒子瞬态效应研究^*

刘保军¹;杨晓阔²;陈名华¹

1. 空军工程大学航空机务士官学校，河南信阳 464000; 2.空军工程大学基础部，西安 710051

收稿日期:2022-05-16 出版日期:2022-11-29 发布日期:2022-07-06
作者简介:刘保军（1984—），男，山西灵丘人，博士，副教授，研究方向为微纳电路与系统，战伤抢修。

Research on Single Event Transient Effect of 4H-SiC Based FinFET Device

LIU Baojun¹, YANG Xiaokuo², CHEN Minghua¹

1. Aviation Maintenance NCO Academy, Air Force Engineering University, Xinyang 464000, China; 2. FundamentalsDepartment, Air Force EngineeringUniversity, Xi’an 710051, China

Received:2022-05-16 Online:2022-11-29 Published:2022-07-06

摘要/Abstract

摘要： 深入分析新结构、新材料的单粒子瞬态（SET）效应机理是开展抗辐射加固设计的基础和前提。基于Si基14 nm SOI FinFET器件，构建了4H-SiC基的SET仿真模型。对比分析了不同Fin材料、不同粒子能量对4H-SiC基FinFET器件SET的影响机理。结果表明，与Si材料相比，4H-SiC材料具有宽禁带和较高复合率的优点，在高能粒子入射时形成的SET脉冲更小，其瞬态电流峰值、收集电荷量相对Si材料分别下降了79.64%和83.35%，且随着粒子能量的增加，2者与Si材料的差值均呈幂指数增加。

关键词: 单粒子瞬态, FinFET器件, 4H-SiC, 抗辐射

Abstract: In-depth analysis of the effect mechanism of single event transient (SET) of new structure and new material is the basis and premise for radiation hardening design of circuits. Based on Si SOI FinFET device at 14 nm technology node, the simulation model of SET of 4H-SiC FinFET is presented. The effects mechanism of different Fin materials and particle energies on SET of 4H-SiC based FinFET devices is analyzed. The results show that compared with the devices of Si material, 4H-SiC composite material has wider band gap and higher recombination rate, and the SET pulse formed by the energetic particle hitting is weaker. The peak value of transient current and collection charge are decreased by 79.64% and 83.35% respectively. With the increase of the particle energy, the differences of transient current peak value and collection charge between Si and 4H-SiC increase exponentially.

Key words: single event transient, FinFET device, 4H-SiC, radiation resistance

中图分类号:

TN406
TN432

刘保军;杨晓阔;陈名华. 4H-SiC基FinFET器件的单粒子瞬态效应研究^*[J]. 电子与封装, 2022, 22(11): 110401 .

LIU Baojun, YANG Xiaokuo, CHEN Minghua. Research on Single Event Transient Effect of 4H-SiC Based FinFET Device[J]. Electronics & Packaging, 2022, 22(11): 110401 .

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中国半导体行业协会封装分会会刊

中国电子学会电子制造与封装技术分会会刊

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Research on Single Event Transient Effect of 4H-SiC Based FinFET Device

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