nGaN肖特基势垒二极管的高温电子辐照效应.pdfVIP

n—OaN肖特基势垒二极管的高温电子辐照效应、 ＼ ’ 微电子与固体电子学专业 研究生谢宛玲 指导老师王国裕 氮化镓(OaN)半导体材料是第三代宽禁带化合物半导体材料的重要代表之 一。它所具有的优良光学和电学特性，使其在蓝、绿光到紫外光波段的发光器 件、紫外探测器、蓝色激光器、外空间和海底通讯电子器件及其特殊条件下的 半导体器件等领域有着广泛的应用前景。由于6aN材料具有较强的抗辐照能力， 使其更适合在辐射环境中应用，所以国内外许多研究机构加大力度研究其辐照 效应。目前主要研究GaN材料的辐照缺陷，而对OaN器件辐照损伤的报道较少， 尤其是关于GaN光敏器件的电子辐照损伤的研究几乎没有。 在小注量的电子辐照后出现辐照失效的现象，并制作了与此GaN肖特基紫外探 测器结构类似的GaN肖特基势垒二极管用于研究它的失效机理和高温电子辐照 效应。 经过室温1MeV的小注量电子辐照后，通过I—V特性测试，观察到GaN肖 特基势垒二极管的电流一电压特性退化，击穿电压明显减小，反向漏电流逐渐增 大。证实了6aN肖特基势垒光敏二极管的电学特性退化与界面态有关，而不足 由GaN体材料中的缺陷导致。其击穿电压的降低是受辐照后耗尽区电场强度变 化的影响。对其进行短时间低温退火处理，该二极管的电学性能有所恢复。在 此基础上，经过相同能量相同注量的高温电子辐照，界面处辐照诱生缺陷会同 时产生和被退火恢复；器件的击穿电压和反向漏电流受辐照影响减弱，其电学 闽值增加。 用不同波长(254nm和380nm)的紫外光和可见光照射GaN肖特基二极管， 用以研究二极管对不同波长光的光敏特性的变化。辐照前，只有254nm紫外光 照射二极管引起反向电流的变化。经过室温lMeV的小注量电子辐照后，380nm 的紫外光和可见光照射也能引起反向电流的变化。这说明室温辐照导致GaN肖 特基势垒光敏二极管对较长波长光的吸收，使GaN肖特基势垒光敏二极管中可 见光成分的背景噪声增加。对其进行短时间低温退火处理，可见光成分的背景 噪声仍然存在。在此基础上，经过相同能量相同注量的高温电子辐照，辐照效 应导致的可见光响应的影响仍然存在。 通过室温和高温电子辐照的对比，表明GaN肖特基势垒紫外光探测器在高 温辐照条件下工作比在室温辐照条件下工作电学性能更稳定，器件受辐照的影 响更小，但是光谱响应性能仍然受辐照影响。GaN肖特基势垒紫外光探测器在 100℃条件下工作，辐照损伤的电学阈值增加，但是其响应度、量子效应等度量 探测性能的光学参数还有待研究。 关键词： GaN肖特基势垒二极管、高温、电子辐照 in Effectsof ElectronIrradiation High-temperature n-GaN BarrierDiode Schottky MicroelectronicsSolid．StateElectroniCS SmdemXie Advisor Wanling WangGuoyu Gallium oneofthe wide nitride(GaN)ispromisingbandgapcompound semiconductormaterials．III—nitridesemiconductorcoverstheultraviolet compound tovisible shows in spectralregion．Amongstthese，it uniqueapplicationsgreen，blue orultraviolet