【氮化镓】GaN MMIC 功率放大器的单粒子烧毁（SEB）机制

Appl. Phys. Lett. 124, 082105 (2024); doi: 10.1063/5.0185332

这篇文章的核心内容是关于氮化镓（GaN）微波单片集成电路（MMIC）功率放大器的单粒子烧毁（SEB）机制的研究。

以下是文章的主要发现和结论：

研究背景：

• GaN HEMTs因其高输出功率、高效率和高操作温度等优越性能，正在成为射频和微波功率放大的新兴设备。
• GaN MMICs相比GaAs MMICs具有更小的尺寸、更高的输出功率和更低的损耗，且在有限主能量的系统中提供更多的辐射耐受性。
• 尽管GaN MMICs具有这些优点，但在辐射环境下的可靠性问题仍然存在，尤其是SEB效应，这可能导致设备在较低偏压下烧毁。

实验方法和结果：

• 在LET为78.1 MeV·cm²/mg的条件下对GaN MMIC PAs进行了SEB实验。
• 通过光子发射测量（PEM）和扫描电子显微镜（SEM）技术，观察到在功率级GaN HEMTs和金属-绝缘体-金属（MIM）电容器中发生了灾难性烧毁。
• 对于GaN HEMT，入射重离子在器件内产生电子-空穴对，这些对在横向高电场中获得足够能量。高能电子与漏极附近的晶格碰撞，引起显著的电子捕获，导致显著的纵向局部电场。当达到临界电场时，会发生灾难性烧毁。
• 对于MIM电容器，烧毁归因于重离子撞击时的单粒子介电击穿（SEDR）。

SEB机制：

• 在GaN