Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 15, Numéro 11, novembre 1980
Page(s) 1599 - 1605
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:0198000150110159900
Rev. Phys. Appl. (Paris) 15, 1599-1605 (1980)
DOI: 10.1051/rphysap:0198000150110159900

Effets d'un rayonnement ionisant sur les mécanismes de conduction et de bruit de fond basse fréquence des transistors bipolaires

G. Blasquez et M. Roux-Nogatchewsky

Laboratoire d'Automatique et d'Analyse des Systèmes du Centre National de la Recherche Scientifique, 7, avenue du Colonel-Roche, 31400 Toulouse, France


Abstract
Gate controlled NPN bipolar transistors were irradiated with doses ranging between 10 and 104 Gy X rays supplied by a generator functioning at 150 kV. An increase of great amplitude of the base current and of the low frequency noise were observed for both depleted and inverted base surface conditions. It has been shown that these increases were due to the enhancement of the total surface recombination velocity, of the positive charge within the oxide and also of the density of noise traps. Positive correlations were observed between these three surface parameters. These results have been attributed to the ionization of silica by X rays. The transistors partially recovered by means of thermal treatments. It has been suggested that it does not exist specific hardening methods to minimize the noise sensitivity to irradiation.


Résumé
Des transistors bipolaires NPN commandés par effet de champ ont été soumis à des doses comprises entre 10 et 104 Gy de rayons X délivrés par un générateur fonctionnant à 150 kV. Des accroissements de grande amplitude de courant de base et du bruit de fond basse fréquence ont été observés quand la surface était appauvrie en porteurs majoritaires ou inversée. Il a été montré que ces accroissements résultaient d'augmentations de la vitesse de recombinaison en surface, de la charge positive située dans l'oxyde et de la densité de pièges donnant le bruit. Des corrélations positives ont été mises en évidence entre les accroissements de ces trois paramètres. Ces résultats ont été attribués à l'ionisation de la silice par des rayons X. Une restauration partielle des caractéristiques des transistors a été obtenue après traitements thermiques. Il a été suggéré qu'il n'existe pas de méthodes spécifiques de durcissement diminuant la sensibilité du bruit au rayonnement.

PACS
6180C - X ray effects.
7270 - Noise processes and phenomena in electronic transport.
7390 - Other topics in electrical properties of surfaces, interfaces, and thin films.
2560J - Bipolar transistors.

Key words
bipolar transistors -- electron device noise -- X ray effects -- ionising radiation -- conduction mechanisms -- low frequency noise -- base current -- inverted base surface conditions -- surface recombination velocity -- positive charge -- oxide -- surface parameters -- thermal treatments -- noise sensitivity -- irradiation -- gate controlled n p n bipolar transistor -- depleted base -- noise trap density -- SiO sub 2 ionisation