通过BCB钝化技术对基于InP的HEMTs进行辐射硬化：来自伽马辐照和退火研究的见解

《IEEE Transactions on Electron Devices》：Radiation Hardening of InP-Based HEMTs via BCB Passivation: Insights From Gamma Irradiation and Annealing Studies

　　

基于InP的高电子迁移率晶体管（HEMTs）在检测应用和通信领域显示出巨大的潜力。然而，大多数关于其空间辐照效应的研究主要集中在位移损伤（DD）上，而对总电离剂量（TID）损伤以及钝化过程的影响研究还不够充分。在这项工作中，我们对未钝化的器件（N-HEMTs）和苯并环丁烯（BCB）钝化的器件（P-HEMTs）进行了伽马射线辐照和室温退火实验。辐照后立即进行的电学测量显示，所有器件的阈值电压均出现负向偏移，同时跨导和饱和漏电流也有所增加。随后的退火处理表明，N-HEMTs的器件特性出现了明显的损伤，而P-HEMTs的器件性能几乎完全恢复到了辐照前的状态。通过第一性原理计算、深度能级瞬态光谱（DLTS）测量、原子力显微镜（AFM）表征以及技术计算机辅助设计（TCAD）模拟，我们提出了TID损伤的机制：伽马射线辐照激活了势垒层中的亚稳态施主类缺陷，这些缺陷在退火过程中逐渐恢复；而栅极凹陷表面的受主类缺陷则会捕获电子，导致不可逆的退化。本研究为InP基HEMTs的TID效应提供了宝贵的见解，并强调了BCB钝化技术在提高其抗辐照能力方面的潜力。