【氮化镓】低剂量率对GaN HEMT栅极漏电的影响

2024 年 2 月 22 日，中国科学院新疆理化技术研究所的Li等人在《IEEE ACCESS》期刊发表了题为《Degradation Mechanisms of Gate Leakage in GaN-Based HEMTs at Low Dose Rate Irradiation》的文章，基于实验分析和 TCAD 仿真，研究了低剂量率辐照下基于 GaN 的 p 型栅高电子迁移率晶体管（HEMTs）的栅漏电退化机制。实验采用 60Coγ 射线源对 p-GaN HEMTs 进行 200krad（Si）总剂量、0.05rad（Si）/s 剂量率的辐照，测试了其直流特性及导纳特性，并通过 TCAD 仿真验证假设。结果表明，负向阈值电压变化及栅漏电流增加主要源于低剂量率辐照时 p-GaN/AlGaN 界面附近施主类陷阱的形成，这些陷阱由辐照过程中去氢化作用引发。TCAD 仿真进一步指出，陷阱辅助隧穿（TAT）过程是栅漏电流增加的主要机制，涉及 p-GaN 层中陷阱辅助空穴与电子的复合。该研究结果对理解低剂量率辐照环境下 p-GaN 栅 HEMTs 的辐射诱导陷阱对电学参数退化的作用具有重要意义，为提高 GaN 基 HEMTs 在恶劣环境下的可靠性和稳定性提供了理论支持，对推动 GaN 基器件在航空航天等领域的应用具有积极意义。