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人工晶体学报2026年第02期:基于蒙特卡洛方法的β-Ga_2O_3肖特基势垒二极管质子辐照效应研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:师道田;孙晴;钱叶旺;刘传洋;吴卫锋;刘景景;汪新建;陈钟;阮再冉;王杨婧涵;

单位:池州学院机电工程学院;池州学院商学院;安徽省半导体产业共性技术研究中心;

摘要:本文利用基于蒙特卡洛方法的SRIM-2013软件,模拟10~1 000 keV能量质子对β-Ga_2O_3的辐照损伤,并结合热电子发射(TE)模型研究质子辐照对β-Ga_2O_3肖特基势垒二极管(SBD)反向漏电性能的影响。模拟结果表明,核外电子阻止能力远大于原子核阻止能力。随着质子辐照剂量增加,原子平均离位(DPA)和Ga空位(V_(Ga))浓度逐渐增大,峰值分别为0.007 65和3.48×10~(20) cm~(-3)。随着辐照能量增加,虽然辐照损伤逐渐深入到β-Ga_2O_3靶材内部,但是DPA和V_(Ga)浓度逐渐降低。热电子发射模型分析表明,当载流子浓度从1×10~(19) cm~(-3)降低到1×10~(16) cm~(-3)时,反向漏电流密度减小,器件反向漏电性能得到明显改善。质子辐照产生的大量V_(Ga)补偿部分载流子,削弱了镜像力对肖特基势垒的影响,可能是β-Ga_2O_3 SBD器件反向漏电性能改善的主要原因。

关键词:β-Ga_2O_3;;质子辐照;;SRIM;;肖特基势垒二极管;;热电子发射

基金资助:池州学院高层次人才科研启动基金项目(CZ2024YJRC28);池州学院新能源与节能技术研究中心(KYJG002);; 安徽省高校协同创新项目GXXT-2022-088);; 大学生创新创业训练计划(S202511306123,S202511306142)