一种寄生双极晶体管放大系数的测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种寄生双极晶体管放大系数的测量方法及装置，其中方法通过获取待测试的DSOI晶体管；对DSOI晶体管进行电压偏置，并使DSOI晶体管处于关闭状态；对DSOI晶体管的体漏结进行预设能量的粒子入射实验，获得漏端瞬态电流；最后基于所述瞬态电流，获得DSOI晶体管的放大系数。通过本发明专利技术方法在测量DSOI晶体管的放大系数时，仅需要一个晶体管，并且实现了无需体接触和无需高温的测量放大系数。了无需体接触和无需高温的测量放大系数。了无需体接触和无需高温的测量放大系数。

A method and device for measuring the amplification coefficient of parasitic bipolar transistor

【技术实现步骤摘要】
一种寄生双极晶体管放大系数的测量方法及装置


[0001]本专利技术涉及集成电路
，尤其涉及一种寄生双极晶体管放大系数的测量方法及装置。

技术介绍

[0002]在空间辐射环境中，集成电路与空间粒子相互作用，会产生单粒子效应(Single
‑
Event Effect，SEE)、总剂量效应(Total Ionization Dose，TID)等多种辐射效应。研究表明，单粒子效应是导致空间电子系统失效的主要原因之一。单粒子效应，是指当半导体器件处于辐射环境中时，辐射源中的高能粒子入射器件并穿透器件，会在粒子入射路径发生电离产生大量的电子空穴对；这些产生的电子空穴再被器件的敏感区域吸收，从而影响或改变电路中电极的电平，产生多种辐射效应。辐射效应会导致集成电路发生瞬时或者永久性的故障。随着晶体管尺寸的不断缩小，端口电压对沟道的控制变得越来越困难，容易产生短沟道效应。为了克服晶体管的短沟道效应，目前可采用了两种技术增加对短沟道效应的控制：一种是三维立体晶体管，如FinFETs晶体管或Tri
‑
gate晶体管；另一种是全耗尽绝缘层上硅(Fully
‑
depleted Silicon
‑
on
‑
Insulator，FDSOI)晶体管。
[0003]但是，由于SOI器件中浮体效应和背栅效应的影响，大大限制了基于SOI(Silicon
‑
On
‑
Insulator，绝缘衬底上的硅)工艺的晶体管的抗辐照效果。目前提出了一种新的结构，即DSOI(Double
‑
Silicon
‑
On
‑
Insulator，双埋氧层绝缘衬底上的硅)结构，来减轻总剂量效应(Total Ionizing Dose，TID)。目前为了预测单粒子瞬态对DSOI晶体管电路的影响，必须对其进行建模，获得SPICE(Simulation program with integrated circuit emphasis，仿真电路模拟器)模型，从而基于模型进行预测。其中，DSOI晶体管构成的寄生双极晶体管的放大系数是一个非常重要的建模参数，现有方法主要有：
[0004]1)采用体接触测量体电流，也即基极电流；
[0005]2)高温测量方法；
[0006]3)短沟道和长沟道漏端电流比值。
[0007]然而，全耗尽绝缘层上硅晶体管的沟道很薄，导致无法生产体接触；高温测量会使栅氧被击穿；长短沟道器件的测量需要生产两个晶体管，而且会有寄生效应引起的偏差。因此，传统的测量方法都不再适用，亟需一种全新的测量技术来获取寄生双极型晶体管的放大系数。

技术实现思路

[0008]鉴于上述问题，本专利技术提出了一种寄生双极晶体管放大系数的测量方法及装置，在测量DSOI晶体管的放大系数时，仅需要一个晶体管，并且实现了无需体接触和无需高温的测量放大系数。
[0009]第一方面，本申请通过一实施例提供如下技术方案：
[0010]一种寄生双极晶体管放大系数的测量方法，包括：
[0011]获取待测试的DSOI晶体管；对所述DSOI晶体管进行电压偏置，并使所述DSOI晶体管处于关闭状态；对所述DSOI晶体管的体漏结进行预设能量的粒子入射实验，获得漏端瞬态电流；基于所述瞬态电流，获得所述DSOI晶体管的放大系数。
[0012]可选的，所述DSOI晶体管为仿真模型，所述获取待测试的DSOI晶体管，包括：
[0013]获取所述DSOI晶体管的实验数据与所述DSOI晶体管仿真的Id
‑
Vg曲线；基于所述实验数据对所述Id
‑
Vg曲线进行校准，获得所述仿真模型。
[0014]可选的，应用于N型的DSOI晶体管。
[0015]可选的，所述对所述DSOI晶体管进行电压偏置，并使所述DSOI晶体管处于关闭状态，包括：
[0016]将所述DSOI晶体管的漏极连接正电压，所述DSOI晶体管的源极栅极接地；设置所述DSOI晶体管的背栅电压，使所述DSOI晶体管处于关闭状态。
[0017]可选的，所述对所述DSOI晶体管的体漏结进行预设能量的粒子入射实验，获得漏端瞬态电流，包括：
[0018]对所述DSOI晶体管的体漏结进行预设能量的粒子入射实验，获得第一漏端瞬态电流；逐步降低所述背栅电压，并重复所述预设能量的粒子入射实验，获得第二漏端瞬态电流；其中，所述第二漏端瞬态电流为不随所述背栅电压改变的漏端瞬态电流。
[0019]可选的，所述基于所述瞬态电流，获得所述DSOI晶体管的放大系数，包括：
[0020]根据所述第一漏端瞬态电流和所述第二漏端瞬态电流，获得所述DSOI晶体管的放大系数。
[0021]可选的，所述根据所述第一漏端瞬态电流和所述第二漏端瞬态电流，获得所述DSOI晶体管的放大系数，包括：
[0022]根据获得所述DSOI晶体管的放大系数；其中，β为放大系数；I
D
(V
BG
)为第一漏端瞬态电流；I
D
(V
BG_critical
)为第二漏端瞬态电流；V
BG
为背栅电压；V
BG_critical
为获得第二漏端瞬态电流时的背栅电压临界值。
[0023]第二方面，基于同一专利技术构思，本申请通过一实施例提供如下技术方案：
[0024]一种寄生双极晶体管放大系数的测量装置，包括：
[0025]第一获取模块，用于获取待测试的DSOI晶体管；条件设置模块，用于对所述DSOI晶体管进行电压偏置，并使所述DSOI晶体管处于关闭状态；实验模块，用于对所述DSOI晶体管的体漏结进行预设能量的粒子入射实验，获得漏端瞬态电流；第二获取模块，用于基于所述瞬态电流，获得所述DSOI晶体管的放大系数。
[0026]第三方面，基于同一专利技术构思，本申请通过一实施例提供如下技术方案：
[0027]一种寄生双极晶体管放大系数的测量装置，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述寄生双极晶体管放大系数的测量装置执行上述第一方面中任一项所述方法的步骤。
[0028]第四方面，基于同一专利技术构思，本申请通过一实施例提供如下技术方案：
[0029]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项所述方法的步骤。
[0030]本专利技术实施例提供的一种寄生双极晶体管放大系数的测量方法及装置，通过获取
待测试的DSOI晶体管；对DSOI晶体管进行电压偏置，并使DSOI晶体管处于关闭状态；对DSOI晶体管的体漏结进行预设能量的粒子入射实验，获得漏端瞬态电流；最后基于所述瞬态电流，获得DSOI晶体管的放大系数。通过本实施例方法在测量DSOI晶体管的放大系数时，仅需要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种寄生双极晶体管放大系数的测量方法，其特征在于，包括：获取待测试的DSOI晶体管；对所述DSOI晶体管进行电压偏置，并使所述DSOI晶体管处于关闭状态；对所述DSOI晶体管的体漏结进行预设能量的粒子入射实验，获得漏端瞬态电流；基于所述瞬态电流，获得所述DSOI晶体管的放大系数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DSOI晶体管为仿真模型，所述获取待测试的DSOI晶体管，包括：获取所述DSOI晶体管的实验数据与所述DSOI晶体管仿真的Id
‑
Vg曲线；基于所述实验数据对所述Id
‑
Vg曲线进行校准，获得所述仿真模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，应用于N型的DSOI晶体管。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述DSOI晶体管进行电压偏置，并使所述DSOI晶体管处于关闭状态，包括：将所述DSOI晶体管的漏极连接正电压，所述DSOI晶体管的源极栅极接地；设置所述DSOI晶体管的背栅电压，使所述DSOI晶体管处于关闭状态。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述DSOI晶体管的体漏结进行预设能量的粒子入射实验，获得漏端瞬态电流，包括：对所述DSOI晶体管的体漏结进行预设能量的粒子入射实验，获得第一漏端瞬态电流；逐步降低所述背栅电压，并重复所述预设能量的粒子入射实验，获得第二漏端瞬态电流；其中，所述第二漏端瞬态电流为不随所述背栅电压改变的漏端瞬态电流。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述瞬态电流，获得所述DSOI晶体管的放大系数，包括：根据所述第一漏端...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凡宇，张军军，李博，滕瑞，刘海南，赵发展，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：