氮化鎵(Ga N)半導(dǎo)體相比于其他幾種半導(dǎo)體材料,具有寬禁帶(3.39 e V)、高電子遷移率、強抗輻照能力等優(yōu)點。Ga N基器件憑借這些突出特點,在高頻、大功率電子器件領(lǐng)域中具有很大的競爭力。其中,基于Ga N異質(zhì)結(jié)材料的高電子遷移率晶體管(HEMT)在不進(jìn)行任何摻雜的情況下,僅依賴材料自身的極化即可在器件的Al Ga N/Ga N界面產(chǎn)生面密度為～10¹³/cm²的高濃度二維電子氣(2-DEG),已成為寬帶通信衛(wèi)星、相控陣?yán)走_(dá)等設(shè)備中的關(guān)鍵元器件,在航空航天、軍事領(lǐng)域中發(fā)揮了重要作用。但GaN HEMT器件在航天應(yīng)用中,仍面臨著復(fù)雜的輻射環(huán)境所帶來的嚴(yán)峻考驗。因此,研究GaN HEMT器件的輻射效應(yīng),深入探索輻射導(dǎo)致的器件缺陷微觀特性及其與器件電學(xué)特性退化的聯(lián)系,揭示GaN HEMT器件的輻射損傷機理,具有十分重要的研究意義。本文針對GaN HEMT器件的輻照可靠性問題,開展了空間輻照實驗研究,并取得以下研究結(jié)果:(1)開展了AlGaN/GaN HEMT器件的3-MeV質(zhì)子輻照實驗。實驗結(jié)果顯示,質(zhì)子輻照后器件的電學(xué)性能出現(xiàn)了明顯的退化。...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 空間輻射環(huán)境
    1.2 半導(dǎo)體器件的輻射效應(yīng)
    1.3 GaN材料和器件
    1.4 GaN HEMT的工作原理和器件模型
    1.5 GaN HEMT器件可靠性和輻射效應(yīng)研究進(jìn)展
        1.5.1 GaN HEMT器件可靠性
        1.5.2 GaN HEMT器件輻射效應(yīng)研究進(jìn)展
    1.6 本文的研究意義和研究內(nèi)容
第二章 GaN HEMT器件的表征方法
    2.1 GaN HEMT器件的電學(xué)測試表征方法
        2.1.1 直流測試
        2.1.2 雙脈沖測試
    2.2 GaN HEMT器件的缺陷表征方法
        2.2.1 低頻噪聲測試技術(shù)
        2.2.2 原子力顯微鏡分析技術(shù)
第三章 AlGaN/GaN HEMT器件的質(zhì)子輻照實驗研究
    3.1 引言
    3.2 實驗器件與實驗方法
    3.3 質(zhì)子輻照前后器件的直流性能
    3.4 質(zhì)子輻照前后器件的柵延遲特性
    3.5 輻照前后器件的光發(fā)射顯微分析
    3.6 質(zhì)子輻照前后器件的低頻噪聲測試
    3.7 本章小結(jié)
第四章 氫處理對AlGaN/GaN HEMT器件的質(zhì)子輻射效應(yīng)影響研究
    4.1 引言
    4.2 實驗器件及方法
        4.2.1 氫處理實驗
        4.2.2 氫處理后的器件的質(zhì)子輻照實驗
    4.3 氫氣對器件電學(xué)特性的影響
    4.4 氫氣對器件低頻噪聲特性的影響
    4.5 氫處理后的器件在質(zhì)子輻照前后的電學(xué)性能
    4.6 氫處理后的器件在質(zhì)子輻照前后的低頻噪聲測試
    4.7 質(zhì)子輻照對氫處理后器件的退化物理機理
    4.8 質(zhì)子輻照后器件的高溫退火實驗
    4.9 本章小結(jié)
第五章 AlGa/GaN中的重離子潛徑跡電學(xué)行為研究
    5.1 引言
    5.2 重離子輻照試驗樣品與實驗方法
    5.3 AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)的1400 MeV Ta離子輻射效應(yīng)
    5.4 潛徑跡的形成機理分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文主要工作和結(jié)論
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的研究成果



本文編號：3753511