席晓文 柴常春 刘阳 杨银堂 樊庆扬

(西安电子科技大学微电子学院,教育部宽禁带半导体材料与器件国家重点实验室,西安 710071)

1 引 言

低噪声放大器(low noise ampli fier,LNA)通常位于电子系统的前端,易受到外界电磁脉冲(electromagnetic pulse,EMP)的影响而失效甚至烧毁,从而导致整个系统瘫痪[1].GaAs赝高电子迁移率晶体管(PHEMT)作为LNA的主要器件,研究其在外界EMP作用下的损伤效应和机理对于电子系统和电路的抗电磁脉冲损伤加固设计具有重要的意义.目前,对于半导体器件电磁脉冲损伤效应和机理的研究,基本都是围绕电磁脉冲直接作用于器件的情况[2−13],而考虑外界条件的影响则少见报道[14,15].然而,实际中EMP往往不直接作用于器件,而是先通过天线或孔缝等途径耦合进入系统,然后再经过外电路注入到器件上.因此,最终施加到器件上的EMP信号由于耦合路径和外电路的消耗具有一定程度的变化.同时,器件在电子系统中也并非孤立存在,其各电极都接有不同的功能电路.为了真实反映EMP对器件的损伤效应和机理,研究外界条件在器件损伤过程中的影响则十分必要.

我们在文献[16—18]中报道了孤立GaAs PHEMT器件在电磁脉冲作用下的损伤效应.本文首先结合器件仿真软件Sentaurus TCAD建立了GaAs PHEMT器件在EMP作用下的损伤模型,并通过实验结果对该模型进行了验证;然后分别从信号参数和外接电阻两个方面出发讨论了外界条件在器件EMP损伤过程中的影响,获得了外界条件对器件损伤效应的影响规律.

2 损伤模型……

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