罗尹虹 郭红霞 张科营 王圆明 张凤祁

（西北核技术研究所 西安 710024）

空间通讯系统要求器件具有强的抗辐照能力，GaN基材料由于禁带宽(3.4 eV)、原子键合强，理论上具有很强的抗辐照能力[1]。GaN中Ga原子的位移阈能为22 eV，远高于GaAs中的9.8 eV。GaN基半导体器件的抗总剂量性能，普遍达Mrad以上，明显高于Si器件。AlGaN/GaN HEMT(High Electron Mobility Transistor)器件，结合了优越的抗辐射性能和出色的微波功率、高温、高压等特性，在卫星、太空探测、核反应堆等辐射环境中具有巨大的应用前景。

虽然理论上AlGaN/GaN HEMT器件的抗辐射特性很强，但由于受到材料质量、器件工艺水平以及材料与器件结构等因素的影响，AlGaN/GaN HEMT器件的抗辐射特性还远未体现出 GaN基材料的优势。况且AlGaN/GaN异质结构材料和HEMT器件在结构、载流子产生与输运机制等方面与其他半导体器件存在很大差异，使辐射引起的AlGaN/GaN HEMT器件退化规律和退化机制变得非常复杂，需开展深入研究。近十年来，AlGaN/GaN HEMT器件在g射线、电子、质子和中子等辐射下的特性退化研究得到很大关注[2–9]。

2004年，James[8]用0.45、0.8、1.2 MeV电子照射液氮低温下的 MODFET，发现注量为 6´1016/cm2的1.2 MeV电子照射引起漏极电流Ids减小，注量为1014/ cm2的0.45 MeV电子照射则引起栅极电流Igs和漏极电流Ids增大。2007年，John等[9]报道了低温环境下低能电子对GaN基HFET电特性的影响，注量为1014/cm2的0.45 MeV电子照射使Igs和Ids增大，室温退火后Igs不变，Ids减小。

我国在GaN微波器件和材料方面起步较晚，刚开展了GaN HEMT器件的g辐照效应研究[10]，在电子辐射效应方面还没有进行深入研究，也亟需加强GaN器件辐射损伤机理和特性退化规律的研究，以提高GaN器件在航天领域的应用和可靠性。……