2024 年 2 月 22 日,中國科學院新疆理化技術研究所的Li等人在《IEEE ACCESS》期刊發表了題為《Degradation Mechanisms of Gate Leakage in GaN-Based HEMTs at Low Dose Rate Irradiation》的文章,基于實驗分析和 TCAD 仿真,研究了低劑量率輻照下基于 GaN 的 p 型柵高電子遷移率晶體管(HEMTs)的柵漏電退化機制。實驗采用 60Coγ 射線源對 p-GaN HEMTs 進行 200krad(Si)總劑量、0.05rad(Si)/s 劑量率的輻照,測試了其直流特性及導納特性,并通過 TCAD 仿真驗證假設。結果表明,負向閾值電壓變化及柵漏電流增加主要源于低劑量率輻照時 p-GaN/AlGaN 界面附近施主類陷阱的形成,這些陷阱由輻照過程中去氫化作用引發。TCAD 仿真進一步指出,陷阱輔助隧穿(TAT)過程是柵漏電流增加的主要機制,涉及 p-GaN 層中陷阱輔助空穴與電子的復合。該研究結果對理解低劑量率輻照環境下 p-GaN 柵 HEMTs 的輻射誘導陷阱對電學參數退化的作用具有重要意義,為提高 GaN 基 HEMTs 在惡劣環境下的可靠性和穩定性提供了理論支持,對推動 GaN 基器件在航空航天等領域的應用具有積極意義。
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