不同能量和注量电子辐照对InP HEMT材料电学特性影响（英文）

作者：周书星; 方仁凤; 陈传亮; 张欣; 魏彦锋; 曹文彧; 类淑来; 艾立鹍

来源：原子能科学技术, 2021, 55(12): 2274-2281.

• InP HEMT
• 二维电子气
• 电子辐照
• 位移损伤

本文采用气态源分子束外延法(GSMBE)制备了匹配型InGaAs/InAlAs磷化铟基高电子迁移率器件(InP HEMT)外延结构材料。针对该外延结构材料开展了不同能量和注量电子束辐照试验,测试了InP HEMT外延结构材料二维电子气(2DEG)辐照前后的电学特性,获得了辐照前后InP HEMT外延材料二维电子气浓度和迁移率归一化退化规律,分析了不同能量和注量电子束辐照对外延材料电学特性的影响。结果发现:在相同辐照注量2×10~(15) cm~(-2)条件下,电子束辐照能量越高,InP HEMT外延材料电学特性退化越严重;1.5 MeV电子束辐照时,当辐照注量超过4×10~(14) cm~(-2)后,外延材料电学特性开始明显退化,当电子辐照注量达到3×10~(15) cm~(-2)后,外延材料电学特性退化趋势减弱趋于饱和。产生上述现象原因如下:电子束与材料晶格发生能量传递,产生非电离能损(NIEL),破坏晶格完整性,高能量电子束具有较高的非电离能损,会产生更多的位移损伤缺陷,导致InP HEMT外延材料电学特性更严重退化;InP HEMT外延材料电学特性主要受沟道InGaAs/InAlAs异质界面能带结构和各种散射过程影响,随着电子辐照注量的增加,位移损伤剂量增大,辐射损伤诱导缺陷会在沟道异质界面处集聚直至饱和。

• 单位
  信息功能材料国家重点实验室; 中国科学院上海微系统与信息技术研究所; 湖北文理学院