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缺陷演化对14 MeV中子辐照后AlGaN/GaN HEMT电学性能的影响
The impact of defect evolution on the electrical performance of AlGaN/GaN HEMT after 14-MeV neutron irradiation
Von Bardeleben · Van De Walle · China Machine Press · Applied Physics Letters · 2025年6月 · Vol.126
研究了14 MeV中子辐照及退火处理对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）电学性能与缺陷演化关系的影响。随着辐照注量增加，器件的漏极电流、跨导及载流子浓度显著下降，而反向栅泄漏电流上升。通过深能级瞬态谱技术分析发现，中子辐照引入了多个深能级缺陷，其浓度随注量增加而升高，且在退火过程中部分缺陷发生转化或湮灭。研究表明，位移损伤导致的点缺陷及其演化进程是电学性能退化的主要机制，为HEMT在辐射环境中的可靠性评估提供了重要依据。
解读: 该GaN HEMT中子辐照损伤机理研究对阳光电源功率器件应用具有重要参考价值。研究揭示的深能级缺陷演化规律可指导SG系列光伏逆变器、ST储能变流器及电动汽车驱动系统中GaN器件的可靠性设计。针对辐照引起的载流子浓度下降、栅泄漏增加等退化机制，可优化器件筛选标准和老化测试方案。退火处理对缺陷的修复效应...
III族氮化物中点缺陷扩散：GaN/InGaN量子阱结构热退化和非辐射复合的关键机制
Point defect diffusion in III-nitrides: A key mechanism for thermal degradation and non-radiative recombination in GaInN/GaN quantum well structures
Ajmal Khan · Van De Walle · Cambridge University Press · Den Baars 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
基于III族氮化物的光电器件在高温下表现出多种形式的热退化现象，但其机理尚不明确。本文研究了不同发光波长的GaN/InGaN单量子阱结构中的非辐射载流子寿命及其与生长条件的关系。结果表明，随着缓冲层和包覆层生长温度的降低，非辐射寿命呈指数增长。研究表明，点缺陷扩散导致的非辐射复合是III族氮化物生长过程中普遍存在的机制，并可能是量子阱上方外延层（如p型层）生长及退火后热退化的主要原因。通过有效调控点缺陷扩散可提升器件性能与可靠性。
解读: 该研究揭示的GaN器件点缺陷扩散机制对阳光电源功率器件应用具有重要指导意义。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，GaN功率器件需承受高频开关和温度循环应力，点缺陷扩散导致的热退化直接影响器件长期可靠性。研究提出的通过降低外延层生长温度抑制缺陷扩散的方法，可指导阳光电源在GaN模块选型时关注外延工艺参...