AlGaN/GaN HEMTs器件中子辐照效应实验和数值模拟研究

摘要：

以定制硅(Si)、蓝宝石(Al2O3)和碳化硅(SiC)衬底的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistors,HEMTs)为研究对象,在 CFBR-Ⅱ(China Fast Burst Reactor-Ⅱ)快中子脉冲堆开展了中子辐照注量范围为1013～1015 cm-2的辐照实验研究;运用Sentaurus TCAD软件对Si衬底HEMTs器件开展了数值模拟仿真.结果表明:HEMTs器件的I-V等特性的变化,随着中子辐照注量的增大,并未如预期呈现出单调的线性递减趋势;对于Si衬底的定制器件,在小于1015 cm-2的辐照注量下,甚至出现了饱和漏电流增加现象.分析认为,辐照产生的施主型陷阱与受主型陷阱之间的竞争补偿作用过程,是导致实验现象出现的主要物理机制;与原生缺陷相关的施主型陷阱的产生和注量率效应,可用来解释实验观测到的反常增加趋势.基于不同种类陷阱对器件作用机制的定量分析,定位GaN缓冲层为器件的薄弱环节并提出了加固建议,推断器件性能会在注量为1015～1016 cm-2时出现显著退化及失效,并尝试开展多轮次搭载实验进行验证.

关键词：AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管、中子辐照、实验、数值模拟、陷阱

所属期刊栏目：14

分类号：TL99;TN386

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：164-172,199