【器件论文】重离子辐照下 E 型 Ga₂O₃ 异质结场效应晶体管的单次事件效应

        由西安邮电大学的研究团队在学术会议 2025 4th International Symposium on Semiconductor and Electronic Technology (ISSET)  发布了一篇名为 Single Event Effect of E-Mode Ga₂O₃ Heterojunction Field Effect Transistor under Heavy Ion Irradiation（重离子辐照下 E 型 Ga₂O₃ 异质结场效应晶体管的单次事件效应）的文章。

摘要

        本文研究了增强型 Ga₂O₃ 异质结场效应晶体管（HJ-FET）在高能重离子辐照下单粒子效应（SEE）的损伤机制。采用 SRIM 模拟方法，研究了入射能量为 700 MeV 的铋（Bi）离子辐照下损伤分布及线性能量传递（LET）特性。结合 SILVACO TCAD 软件，模拟了器件在高能重离子照射下的瞬态电流特性及载流子传输机制。结果表明，当漏极电压为 240 V 时，重离子在入射路径上因电离与激发作用产生高浓度空穴-电子对。在施加电场作用下，载流子漂移产生漏电流。由于栅区空穴积累，p−NiO/n−Ga₂O₃ 异质结的势垒降低，显著削弱异质结对沟道的耗尽效应，触发界面隧穿效应与反沟道效应，导致漏电流增大。随着空穴持续漂移扩散，栅极电流反向变化，异质结空间电荷区被拓宽，使漏电流逐渐恢复。本研究揭示了高能重离子辐照诱导单粒子瞬态失效的损伤机制，揭示了电离激发与载流子输运的耦合效应，为优化 β-Ga₂O₃ 异质结器件的抗辐射设计提供了理论依据。

原文链接：

https://doi.org/10.1109/ISSET66828.2025.11185020