n-GaN肖特基勢(shì)壘二極管的高溫電子輻照效應(yīng).pdf

1、氮化鎵（GaN）半導(dǎo)體材料是第三代寬禁帶化合物半導(dǎo)體材料的重要代表之一。它所具有的優(yōu)良光學(xué)和電學(xué)特性，使其在藍(lán)、綠光到紫外光波段的發(fā)光器件、紫外探測(cè)器、藍(lán)色激光器、外空間和海底通訊電子器件及其特殊條件下的半導(dǎo)體器件等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。由于CaN材料具有較強(qiáng)的抗輻照能力，使其更適合在輻射環(huán)境中應(yīng)用，所以國(guó)內(nèi)外許多研究機(jī)構(gòu)加大力度研究其輻照效應(yīng)。目前主要研究GaN材料的輻照缺陷，而對(duì)GaN器件輻照損傷的報(bào)道較少，尤其是關(guān)于GaN光敏器

2、件的電子輻照損傷的研究幾乎沒有。 已有報(bào)道觀察到商用GaN肖特基紫外探測(cè)器（Optoway. Inc，OUVCl-GNA2）在小注量的電子輻照后出現(xiàn)輻照失效的現(xiàn)象，并制作了與此GaN肖特基紫外探測(cè)器結(jié)構(gòu)類似的GaN肖特基勢(shì)壘二極管用于研究它的失效機(jī)理和高溫電子輻照效應(yīng)。 經(jīng)過室溫1MeV的小注量電子輻照后，通過I-V特性測(cè)試，觀察到GaN肖特基勢(shì)壘二極管的電流－電壓特性退化，擊穿電壓明顯減小，反向漏電流逐漸增大。證實(shí)了G

3、aN肖特基勢(shì)壘光敏二極管的電學(xué)特性退化與界面態(tài)有關(guān)，而不是由GaN體材料中的缺陷導(dǎo)致。其擊穿電壓的降低是受輻照后耗盡區(qū)電場(chǎng)強(qiáng)度變化的影響。對(duì)其進(jìn)行短時(shí)間低溫退火處理，該二極管的電學(xué)性能有所恢復(fù)。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過相同能量相同注量的高溫電子輻照，界面處輻照誘生缺陷會(huì)同時(shí)產(chǎn)生和被退火恢復(fù)；器件的擊穿電壓和反向漏電流受輻照影響減弱，其電學(xué)閾值增加。 用不同波長(zhǎng)（254nm和380nm）的紫外光和可見光照射GaN肖特基二極管，用以研究二極

4、管對(duì)不同波長(zhǎng)光的光敏特性的變化。輻照前，只有254nm紫外光照射二極管引起反向電流的變化。經(jīng)過室溫1MeV的小注量電子輻照后，380nm的紫外光和可見光照射也能引起反向電流的變化。這說明室溫輻照導(dǎo)致GaN肖特基勢(shì)壘光敏二極管對(duì)較長(zhǎng)波長(zhǎng)光的吸收，使GaN肖特基勢(shì)壘光敏二極管中可見光成分的背景噪聲增加。對(duì)其進(jìn)行短時(shí)間低溫退火處理，可見光成分的背景噪聲仍然存在。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過相同能量相同注量的高溫電子輻照，輻照效應(yīng)導(dǎo)致的可見光響應(yīng)的影響仍然