N阱电阻的单粒子效应仿真研究

作者:琚安安; 郭红霞; 张凤祁; 刘晔; 钟向丽; 欧阳晓平; 丁李利; 卢超; 张鸿; 冯亚辉
来源:Acta Physica Sinica, 2022, 1-22.

摘要

本文利用计算机辅助设计(Technology Computer Aided Design,TCAD)软件针对N型阱电阻的单粒子效应开展了仿真研究,结果表明单个重离子入射到N阱电阻中会造成器件输出电流的扰动。经过对电阻的工作机理和单粒子效应引入的物理机制进行分析,结果表明重离子在N阱电阻中产生的电子-空穴对中和了N阱电阻中的空间电荷区,使得N阱电阻的阻抗瞬间减小、电流增加,且空间电荷区被破坏的面积越大瞬态电流的峰值越高。随着阱结构中的高浓度过剩载流子被收集,单粒子效应的扰动会消失。但N阱电阻独特的长宽比设计导致器件中的过剩载流子收集效率低、单粒子效应对阱电阻的扰动时间长。文中还对影响N阱电阻单粒子效应的其他因素开展了研究,结果表明重离子的线性能量传输(Linear Energy Transfer,LET)值越高、入射位置距离阳极越远,N阱电阻的单粒子效应越严重。此外,适当缩短N阱电阻的长度、提高阱电阻的输入电压、降低电路电流可以增强其抗单粒子效应表现。