SiC SBD和MESFET的抗輻照特性研究.pdf

1、本論文對Ni/4H-SiC SBD和MESFET的輻照效應(yīng)進(jìn)行了分析。重點(diǎn)研究了輻照引入的陷阱對這兩種器件的影響。通過SBD的仿真，發(fā)現(xiàn)材料中的陷阱會導(dǎo)致正、反向電流的減小。從MESFET的仿真中可以看出，由于溝道摻雜濃度較大，器件可以承受更多的輻照引入的陷阱。 制備了Ni/4H-SiC肖特基勢壘二極管（SBDs）和歐姆接觸TLM測試圖形，并進(jìn)行了高能電子輻照實(shí)驗(yàn)。電子能量為1MeV，最高劑量為3．43×1014e/c㎡。輻照后

2、器件在2v下的正向電流下降幅度約50％；在-200V下的反向電流上升幅度小于30％。輻照后，0V偏壓的器件的勢壘高度（φB）從1．20eV增加為1．21eV，-30V偏壓下的勢壘高度從1．25eV下降為1．19eV。通過對常溫下退火效應(yīng)的觀察，φB的退化是由肖特基界面態(tài)的變化造成的。串聯(lián)電阻（Rs）和反向電流隨著輻照劑量的增加而增加，這是由于電子在SiC材料中引入輻照缺陷造成的。Ni/SiC歐姆接觸的比接觸電阻（ρc）輻照后從5．11×

3、10-5Ωc㎡上升為2．97x10-4Ωc㎡。 本文對制備的Ni/4H-SiC肖特基勢壘二極管（SBD）進(jìn)行了γ射線輻照實(shí)驗(yàn)，并在輻照過程中對器件分別力0V和-30V偏壓。經(jīng)過1Mrad（Si）總劑量的γ射線輻照后，不同輻照偏壓下的Ni/4H-SiC肖特基接觸的勢壘高度和理想因子都沒有退化，SiC外延層中的少子壽命也沒有退化。輻照后器件的反向電流下降，這是由于器件表面的負(fù)界面電荷增加引起的。本文的研究結(jié)果表明輻照偏壓對Ni/4H

4、-SiC SBD的輻照退化效應(yīng)沒有明顯的影響。 通過實(shí)驗(yàn)以及仿真數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，Ni/4H-SiC SBD在經(jīng)過3．43×1014e/cm-2劑量的電子輻照后，肖特基勢壘高度有少許變化，常溫退火一周即回到原值。最主要的變化是陷阱效應(yīng)導(dǎo)致的串聯(lián)電阻增加，這種輻照效應(yīng)在常溫下退火一周后仍不能完全恢復(fù)。而1Mrad（Si）總劑量的γ射線輻照對Ni/4H-SiC SBD影響很小。這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明我們的Ni/4H-SiC SBD具有良好的抗