GaN HD-GITs器件单粒子烧毁机制研究
编号:99
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更新:2026-11-09 11:20:14 浏览:3次
口头报告
摘要
重离子诱发的单粒子烧毁(Single-Event Burnout, SEB)严重制约GaN功率器件的空间应用。为阐明700V混合漏极嵌入式栅注入晶体管(Hybrid-Drain-Embedded Gate-Injection Transistors, HD-GITs)的单粒子烧毁机制,本文结合线性能量转移(Linear Energy Transfer, LET)为86 MeV·cm²/mg的Ta离子辐照实验与TCAD仿真开展研究。结果表明,在关态偏置下,被测器件在漏极电压低至100V时即发生单粒子烧毁,表现为栅极电流与漏极电流同步阶梯式上升。仿真进一步证实,关态电场峰值所在的漏侧栅边缘是重离子入射的最敏感位置。本文揭示了一种两阶段单粒子烧毁机理:第一阶段,重离子诱生的空穴在栅极下方积累,在AlGaN势垒层(5.16 MV/cm)与GaN沟道层(3.54 MV/cm)中诱发局域强电场;第二阶段,高能电子的碰撞电离效应与高漏极偏压相耦合,触发漏极一侧p-GaN区的空穴注入,进而形成横向寄生PNP双极晶体管。该寄生晶体管工作在有源放大区,产生大的栅漏瞬态电流,最终导致器件烧毁。与传统GaN HEMT背沟道效应和寄生NPN效应的烧毁机制不同,HD-GITs的单粒子烧毁由混合漏极诱发的寄生PNP放大效应驱动。研究结果可为航天电源系统中抗辐射HD-GIT的设计提供物理层面的指导。
关键词
氮化镓功率器件,辐射效应,单粒子烧毁,寄生PNP放大效应
稿件作者
王小虎
兰州交通大学
岳少忠
中国科学院微电子研究所
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