【器件论文】氧化镓作为硬辐射技术的潜力

        由巴基斯坦真纳大学的研究团队在学术期刊 Journal of Computational Electronics 发布了一篇名为 Potential of gallium oxide as a radiation hard technology（氧化镓作为硬辐射技术的潜力）的文章。

摘要

        氧化镓 (Ga₂O₃) 由于其超宽带隙 (~ 4.9 eV) 和高临界电场 (~ 8 MV/cm)，成为一种有前途的高功率和辐射丰富环境（如太空）的候选材料。太空中的辐射，如质子、α 粒子和重离子，可能对电子设备造成严重损坏，甚至导致永久性损坏。然而，评估这些设备在类似太空环境中的可靠性和辐射硬度通常昂贵且复杂。在目前的工作中，我们利用基于技术计算机辅助设计 (TCAD) 模拟的框架，使用非电离能量损失 (NIEL) 的概念来评估电子设备在粒子辐照下的位移损伤。为了评估 Ga₂O₃ 二极管的辐射耐受性，首先开发了 Ga₂O₃ 肖特基势垒二极管 (SBD) 的 TCAD 模型，并将其与实验器件进行校准/基准测试，然后进行辐照模拟。结果表明，Ga₂O₃ SBD 可以承受 5 MeV 质子通量约为 10¹⁵ cm⁻²，而前向电流电压 (IV) 特性没有变化。该值明显高于 4H-SiC (~5 × 10¹³ cm⁻²) 和 Si (~1 × 10¹²) SBD，具有相同的理想击穿电压 - V_BR (1600 V)，证明了 Ga₂O₃ 作为辐射硬化技术的潜力。

原文链接：

https://doi.org/10.1007/s10825-024-02266-2