低能质子辐照对金刚石肖特基势垒二极管位移损伤效应的研究OA

本文研究了3 MeV质子辐照对金刚石肖特基势垒二极管(SBD)电学特性的损伤机制,通过电流-电压(I-V)、电容-电压(C-V)、低频噪声(LFN)和变频电导(Gp/ω)等测试手段,发现辐照后引入的缺陷作为复合中心,导致载流子浓度降低,使正向电流密度从0.41 A·cm^(−2)降至0.21 A·cm^(−2),肖特基势垒高度由1.11 eV增至1.23 eV,理想因子从1.84增至1.96。C-V测试结果表明,辐照后漂移区载流子浓度从6.97×10^(15)cm^(−3)降至5.86×10^(15)cm^(−3),耗尽区宽度从215.92 nm增至346.83 nm。LFN测试结果表明,辐照后金刚石SBD缺陷浓度增加,导致电流噪声谱密度升高。为了获得界面态缺陷对金刚石SBD电学特性的影响,Gp/ω测试结果表明,辐照后界面态缺陷密度明显上升,且陷阱能级向深能级移动。最后,基于SRIM和TCAD的仿真结果表明,施主体缺陷浓度增加加剧了金刚石SBD性能退化。实验与仿真结果表明,质子辐照后金刚石SBD性能退化是由界面态缺陷与施主体缺陷浓度增加协同作用的结果。本文研究可为金刚石SBD在空间辐射环境下的抗辐射加固提供重要的理论参考。