增强型AlGaN/GaN MIS-HEMTs器件的质子辐照效应

• 作者: 吕玲 林正兆 郭红霞 潘霄宇 严肖瑶
• 来源期刊: 现代应用物理
• 关键词: AlGaN/GaN 增强型 绝缘栅高电子迁移率晶体管 质子辐照 缺陷 界面态
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 辐射效应及加固技术|Radiation Effects and Hardening
• 页码范围: 86-92
• 页数: 7页
• 分类号: TN386
• 语种: 中文
• DOI: 10.12061/j.issn.2095-6223.2021.020603

摘要

利用70 keV和140 keV质子辐照增强型AlGaN/GaN绝缘栅高电子迁移率晶体管(MIS-HEMTs),得到了最大饱和电流线密度、阈值电压及栅泄漏电流线密度等关键参数的退化规律,并与常规HEMTs器件的辐照退化行为进行了比较,并通过SRIM计算结果和C-V测试结果进一步分析了 MIS-HEMTs的退化机制.结果表明,质子辐照在栅介质层和栅介质/AlGaN界面引入的辐照缺陷会导致界面态充/放电效应,使阈值电压正向漂移;辐照缺陷增加了电子穿越势垒的概率,导致栅极泄漏电流线密度增大;2维电子气(2DEG)沟道层产生的辐照缺陷俘获电子,导致2DEG密度降低,使饱和漏电流线密度降低.与常规肖特基栅器件相比,栅介质的存在使器件对质子辐照更为敏感.结合仿真计算结果可知,器件中低能质子的非电离能损区接近2DEG沟道层,是导致低能质子辐照对器件损伤更为严重的主要原因.通过变频电容分析发现,质子辐照后器件界面电荷密度增加,并引入了大量深能级缺陷.