【器件论文】大气中的中子诱导的 β-Ga₂O₃ 肖特基势垒二极管单事件烧毁现象

        由中国电子产品可靠性与环境试验研究所的研究团队在学术期刊 Applied Physics Letters 发布了一篇名为 Atmospheric neutron-induced single-event burnout in β-Ga₂O₃ Schottky barrier diode（大气中的中子诱导的 β-Ga₂O₃ 肖特基势垒二极管单事件烧毁现象）的文章。

摘要

        本文研究了大气中子辐照下 β-Ga₂O₃ 肖特基势垒二极管（SBD）的单粒子烧毁（SEB）效应，包括其失效模式和物理机制。实验结果表明，反向偏压（UR）是影响 β-Ga₂O₃ SBD 器件 SEB 失效的关键因素，当 UR 达到 600 V 时，器件发生 SEB 失效，表现为大气中子辐照过程中电压阻断能力的突然丧失。发射显微镜和扫描电子显微镜分析表明，SEB 事件发生在肖特基结的边缘，损伤区域形成一个近似椭圆形的熔融“空洞”。Geant4 和 TCAD 模拟结果表明，Cr 等次级离子的进入导致器件内部晶格温度升高，且最高晶格温度随 UR 的增加而升高。当 UR 足够高时，局部晶格温度达到 Ga₂O₃ 材料的熔点，最终导致 SEB 失效。该研究为 Ga₂O₃ 基功率器件在航空航天领域的应用提供了宝贵的理论支持。

原文链接：

https://doi.org/10.1063/5.0273065