AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管器件电离辐照损伤机理及偏置相关性研究

作者：董世剑; 郭红霞^*; 马武英; 吕玲; 潘霄宇; 雷志锋; 岳少忠; 郝蕊静; 琚安安; 钟向丽; 欧阳晓平

来源：Acta Physica Sinica, 2020, 69(07): 294-302.

• AlGaN/GaN
• 高电子迁移率晶体管
• 总剂量
• 1/f低频噪声

本文利用60Coγ射线,针对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(high-electron mobility transistors,HEMT)器件,开展了在不同偏置下器件电离辐照总剂量效应实验研究.采用1/f噪声结合直流电学特性参数对实验结果进行测量分析,分析结果表明,受到辐照诱生氧化物缺陷电荷与界面态的影响,当辐照总剂量达到1 Mrad(Si)时,零偏条件下AlGaN/GaN HEMT器件的电学参数退化得最大,其中,饱和漏电流减小36.28%,最高跨导降低52.94%;基于McWhorter模型提取了AlGaN/GaN HEMT器件辐照前后的缺陷密度,零偏条件下辐照前后缺陷密度变化最大,分别为4.080×1017和6.621×1017cm-3·eV-1.其损伤机理是在氧化物层内诱生缺陷电荷和界面态,使AlGaN/GaN HEMT器件的平带电压噪声功率谱密度增加.

• 单位
  西北核技术研究所; 宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室; 工业和信息化部电子第五研究所; 西安电子科技大学; 湘潭大学