顾朝桥 郭红霞 潘霄宇 雷志峰张凤祁 张鸿 琚安安 柳奕天

1) (湘潭大学材料科学与工程学院, 湘潭 411105)

2) (西北核技术研究所, 西安 710024)

3) (工业和信息化部第五研究所, 电子元器件可靠性物理及其应用技术国家重点实验室, 广州 510610)

以碳化硅场效应晶体管器件作为研究对象, 对其开展了不同电压、不同温度下的钴源辐照实验以及辐照后的退火实验.使用半导体参数分析仪测试了器件的直流参数, 研究了器件辐照敏感参数在辐照和退火过程中的变化规律, 分析了电压、温度对器件辐照退化产生影响的原因, 也探索了退火恢复的机理.结果表明: 辐照感生的氧化物陷阱电荷是造成碳化硅场效应晶体管器件电学参数退化的主要原因, 电压和温度条件会影响氧化物陷阱电荷的最终产额, 从而导致器件在不同电压、不同温度下辐照后的退化程度存在差异; 退火过程中由于氧化物陷阱电荷发生了隧穿退火, 导致器件电学性能得到了部分恢复.

1 引 言

航天器电源系统中的半导体器件会长期处于空间辐射环境中, 由于宇宙射线和各种带电粒子的作用, 会使器件产生各种辐照效应, 导致器件的性能退化甚至失效, 降低器件工作的稳定性和可靠性.随着航空航天领域的不断进步, 要求航天器中功率半导体器件向着高频、高耐压、高可靠性、抗辐照等方向发展[1,2].而半导体器件的性能往往与半导体材料密切相关, 作为第三代宽禁带半导体材料……