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摘要
基于14 MeV中子辐照研究了碳化硅(silicon carbide,SiC)肖特基势垒二极管(Schottky barrier diode,SBD)和金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)器件的位移损伤退化特性.结果表明:总注量为1.18×1011 cm-2的中子辐照不会引起SBD正向I-V特性的明显退化,但会导致反向漏电流出现显著增大.通过深能级瞬态谱测试发现中子辐照在SiC中引入的缺陷簇形成了能级位置EC—1.034 eV处的缺陷.该深能级缺陷可能导致SiC漂移层费米能级向禁带中央移动,引起了肖特基势垒的降低,最终导致反向漏电流的增大.此外,中子辐照也会导致SiC MOSFET栅漏电增大.对应栅电压Vgs=15 V时,辐照后器件栅电流比辐照前增大了近3.3倍.中子辐照在氧化层中引入的施主型缺陷导致辐照前后MOSFET器件的栅氧导电机制发生了变化.缺陷对载流子越过栅氧化层势垒有辅助作用,从而导致栅漏电的增加.深能级瞬态谱测试结果表明中子辐照还会导致MOSFET器件沟道附近SiC材料中本征缺陷状态的改变,同时形成了新的Si空位缺陷能级,但这些缺陷不是导致器件性能退化的主要原因.
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