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3 MeV质子辐照对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的影响

吕玲 张进成 李亮 马晓华 曹艳荣 郝跃

3 MeV质子辐照对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的影响

吕玲, 张进成, 李亮, 马晓华, 曹艳荣, 郝跃
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  • 研究了AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管(HEMT)的质子辐照效应. 在3 MeV质子辐照下, 当辐照剂量达到1× 1015 protons/cm2时, 漏极饱和电流下降了20%, 最大跨导降低了5%. 随着剂量增加, 阈值电压向正向漂移, 栅泄露电流增加. 在相同辐照剂量下, 1.8 MeV质子辐照要比3 MeV质子辐照退化严重. 从SRIM软件仿真中得到不同能量质子在AlGaN/GaN异质结中的辐射损伤区, 以及在一定深度形成的空位密度. 结合变频C-V测试结果进行分析, 表明了质子辐照引入空位缺陷可能是AlGaN/GaN HEMT器件电学特性退化的主要原因.
    [1]

    Claeys C, Simoen E (Translated by Liu Z L) 2008 Radiation Effectsin Advanced Semiconductor Materials and Devices (Beijing:National Defence Industry Press) p20 (in Chinese) [Claeys C, SimoenE著,刘忠立译 2008 先进半导体材料及器件的辐射效应 (北京:国防工业出版社) 第20页]

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    Nedelcescu A L, Carlone C, Houdayer A, Bardeleben H J, CantinJ L, Raymond S 2002 IEEE Trans. Nucl. Sci. 49 2733

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    Kalavagunta A, Touboul A, Shen L, Schrimpf R D, Reed R A,Fleetwood D M, Jain R K, Mishra U K 2008 IEEE Trans. Nucl.Sci. 55 2106

    [10]

    Petrosky J C, McClory J W, Gray T E, Uhlman T A 2009 IEEETrans. Nucl. Sci. 56 2905

    [11]

    Xie S Y, Yin J Y, Zhang S, Liu B, Zhou W, Feng Z H 2009 Solid-State Electron. 53 1183

    [12]

    Miller E J, Dang X Z, Wieder H H, Asbeck P M, Yu E T 2000 J.Appl. Phys. 87 8070

  • [1]

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    Gu W P, Zhang J C, Wang C, Feng Q, Ma X H, Hao Y 2009 ActaPhys. Sin. 58 1161 (in Chinese) [谷文萍, 张进城, 王冲,冯倩, 马晓华, 郝跃 2009 物理学报 58 1161

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  • [1] 刘乃漳, 张雪冰, 姚若河. AlGaN/GaN 高电子迁移率器件外部边缘电容的物理模型. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191931
    [2] 刘丽, 刘杰, 曾健, 翟鹏飞, 张胜霞, 徐丽君, 胡培培, 李宗臻, 艾文思. 快重离子辐照对YBa2Cu3O7-δ薄膜微观结构及载流特性的影响. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191914
    [3] 梁琦, 王如志, 杨孟骐, 王长昊, 刘金伟. Al2O3衬底无催化剂生长GaN纳米线及其光学性能研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191923
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-04-26
  • 修回日期:  2011-07-07
  • 刊出日期:  2012-03-05

3 MeV质子辐照对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的影响

  • 1. 西安电子科技大学微电子学院, 宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室, 西安 710071

摘要: 研究了AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管(HEMT)的质子辐照效应. 在3 MeV质子辐照下, 当辐照剂量达到1× 1015 protons/cm2时, 漏极饱和电流下降了20%, 最大跨导降低了5%. 随着剂量增加, 阈值电压向正向漂移, 栅泄露电流增加. 在相同辐照剂量下, 1.8 MeV质子辐照要比3 MeV质子辐照退化严重. 从SRIM软件仿真中得到不同能量质子在AlGaN/GaN异质结中的辐射损伤区, 以及在一定深度形成的空位密度. 结合变频C-V测试结果进行分析, 表明了质子辐照引入空位缺陷可能是AlGaN/GaN HEMT器件电学特性退化的主要原因.

English Abstract

参考文献 (12)

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