【器件论文】β-Ga₂O₃ 横向耗尽型 MOSFET 的单粒子效应实验与仿真分析

        由中国科学院微电子研究所的研究团队在学术期刊Applied Physics Letters发布了一篇名为Experimental and simulation analysis of single event effects on lateral depletion-mode β-Ga₂O₃ MOSFETs（β-Ga₂O₃ 横向耗尽型 MOSFET 的单粒子效应实验与仿真分析）的文章。

摘要

        本文研究了 β-Ga₂O₃ 侧向双扩散 MOSFET 在重离子辐照下的单粒子效应。通过重离子实验、TCAD 模拟以及基于既有原子尺度模型的分析，揭示了导致器件退化的物理机制。实验表明，离子入射后器件出现两类瞬态现象：栅漏电流阶跃式上升至电流限制值，显示局部介质受损；以及关断态漏电流的可恢复瞬态尖峰。辐照后器件出现明显的永久退化，包括阈值电压负移和关断态漏电流增加。分析结果说明，这些瞬态效应源于重离子沿轨迹形成的致密电子–空穴等离子体。永久退化则归因于两类机制的共同作用：空穴在 Al₂O₃ 栅介质内部预存氧空位的俘获，以及辐照诱导的界面陷阱生成。上述结果全面揭示了β-Ga₂O₃ MOSFET 中 SEE 导致的退化机制，并强调了栅介质缺陷特性在辐照环境中决定器件可靠性的关键作用。

原文链接：

https://doi.org/10.1063/5.0288527