Ga$_2$O$_3$ MOSFET 单粒子效应仿真研究
材料科学
2023-01-26 v1 介观与纳米尺度物理
应用物理
摘要
本文研究导致 -GaO MOSFET 单粒子效应（Single Events Effects, SEE）进而引发单粒子烧毁（Single Event Burnout, SEB）的机理。利用 Silvaco TCAD 进行二维仿真，以理解横向 GaO MOSFET 中 SEB 机理背后的机制。沟道中的高电场起关键作用，导致高碰撞电离产生率并最终引发 SEB。为降低沟道电场，提出了采用圆角栅极以及高介电常数（k）介质与 SiO 组合的抗辐射加固设计。采用 HfO-SiO 介质组合，在 LET=10 MeV/mg/cm 时 SEB 阈值为 550V。然而，为在极端辐射条件下工作，提出了极高-k 介质材料 BaTiO 与 SiO 的组合。采用该抗辐射加固设计，在 LET=75 MeV/mg/cm 时 SEB 阈值可达 1000 V，高于当前最先进技术。还计算了离子轰击事件期间的耗散能量，观察到其低于 SiC MOSFET。
引用
@article{arxiv.2301.10316,
title = {Simulation studies of Single Event Effects in Ga$_2$O$_3$ MOSFETs},
author = {Animesh Datta and Uttam Singisetti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.10316},
year = {2023}
}