【摘 要】
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GaAs金属半导体场效应管（GaAs MESFET）广泛应用于卫星、雷达、电子对抗等领域,在微波器件及集成电路中独树一帜。随着国内微波技术的日益发展,研究国产新型GaAs MESFET在空间环境中的可靠性成为了一个亟待解决的问题。本文以国产新型GaAs MESFET为研究对象,研究了该器件在低能电子、高能电子、低能质子以及高能质子作用下的辐照效应及损伤机制。150 keV低能电子辐照研究结果显示,
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GaAs金属半导体场效应管（GaAs MESFET）广泛应用于卫星、雷达、电子对抗等领域,在微波器件及集成电路中独树一帜。随着国内微波技术的日益发展,研究国产新型GaAs MESFET在空间环境中的可靠性成为了一个亟待解决的问题。本文以国产新型GaAs MESFET为研究对象,研究了该器件在低能电子、高能电子、低能质子以及高能质子作用下的辐照效应及损伤机制。150 keV低能电子辐照研究结果显示,随着辐照注量的增加,GaAs MESFET的源漏饱和电流在辐照之后略有上升,串联电阻略有减小,跨导最大值略有升高,转移特性、亚阈值特性及栅源肖特基正向特性基本保持不变。DLTS测试结果表明,150 keV电子辐照之后,器件内部并没有产生新的缺陷,只是原有缺陷的浓度略有减小,原因归结为150 keV电子对GaAs MESFET产生了注入退火作用;经1 Me V高能电子辐照后,随着辐照注量的增加,GaAs MESFET的源漏饱和电流持续降低,串联电阻持续增加,夹断电压出现较大的正向漂移,亚阈值斜率减小,亚阈值摆幅增加,栅控能力降低,跨导最大值降低,栅源肖特基正向特性基本保持不变。DLTS测试结果表明,1 Me V电子辐照之后,器件内部原有缺陷消失,并产生新的缺陷,分别是H（260）、E（310）、E（375）,且三种缺陷均属位移缺陷。150 keV低能质子辐照研究结果表明,随着辐照注量的增加,GaAs MESFET的源漏饱和电流呈现大幅度下降,串联电阻亦明显增加,跨导最大值显著降低,夹断电压发生较小的正向漂移,亚阈值斜率减小,亚阈值摆幅增加,栅控能力减弱,栅源肖特基正向特性退化,理想因子增大。DLTS测试结果显示,150 keV质子辐照之后,器件内部本征缺陷消失,且产生新的缺陷,分别为H（140）、H（260）,且两种缺陷均为位移缺陷;经10 Me V高能质子辐照后,随着辐照注量的增加,GaAs MESFET的源漏饱和电流呈下降趋势,串联电阻略有增加,转移特性、亚阈值特性及栅源肖特基正向特性基本保持不变,跨导最大值略有降低。DLTS测试结果表明,10 Me V质子辐照在器件内部并没有产生新的缺陷,只是原有缺陷的浓度略有增加,表明10 Me V质子只是加剧了GaAs MESFET的原有缺陷。SRIM模拟结果表明,150 keV低能质子对器件栅极肖特基结影响较大,而10Me V高能质子的影响较小。
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