一種新型GaN功率開關器件(GIT)中子輻照效應研究.pdf

1、GaN功率開關器件因為其耐高溫、耐高壓、高功率容量和高頻的特點在未來商用和軍用市場有著巨大的應用潛力。增強型技術是當前研究GaN功率開關器件的熱點內容之一。然而，當前國內外針對GaN增強型HEMT開展的輻照效應研究較少。根據器件工作機理分析，位移損傷是可能導致GaN增強型HEMT性能退化的主要因素。因此，開展增強型GaN功率開關器件中子輻照效應研究，對于評估GaN基功率開關器件在強輻射環(huán)境中的可靠應用具有重要意義。
　　本文針對當

2、前一種新型增強型GaN功率開關器件----柵注入晶體管(GIT)，采用仿真和實驗相結合的方法對其中子位移損傷效應和退化規(guī)律進行了研究。首先，利用Gent4計算了不同注量中子輻照下在器件中產生的位移缺陷密度；然后，采用SILVACO軟件模擬了該器件的基本結構和主要特性，并通過在器件模型中嵌入陷阱的方法，分析了位移缺陷對器件性能的影響；最后，在反應堆中子環(huán)境下，對樣品器件開展了1MeV中子的輻照實驗，實驗結果在一定程度上與仿真結果吻合。結果

3、表明，與傳統(tǒng)耗盡型GaN HEMT相比，GIT因為其特殊的結構，其位移損傷機理和中子輻照效應均有所不同。研究發(fā)現，當中子輻照注量達到1.6×1014cm-2時，器件產生的主要效應包括飽和漏電流的下降(其產生的主要原因是器件溝道遷移率的退化)和關態(tài)漏極漏電流的增加；而當中子注量高達1.5×1015cm-2時，除了出現上述的退化外，器件的閾值電壓還發(fā)生了微弱的負向漂移。該器件閾值電壓主要同溝道2DEG密度和p型柵的有效摻雜濃度有關，實驗結果