【氮化镓】同质结GaN PiN二极管的重离子单粒子烧毁SEB

2025 年，范德堡大学的 A. S. Senarath 等人通过实验研究的方法，深入探究了在同质结 GaN 垂直 PIN 二极管中，边缘终止设计对重离子诱发的单粒子漏电（SELC）和单粒子烧毁（SEB）的影响。该研究获得了多个美国军方机构的支持，包括空军卓越辐射效应中心、海军研究办公室、能源部以及 ARPA-E Kilovolt Devices Cohort。

研究表明，Cf-252 钚裂变碎片辐射会导致 SELC 阶段和灾难性的 SEB。重离子撞击会在离子路径上产生电子 - 空穴等离子体，形成高导电区域，焦耳热效应会促进氮空位的产生，从而永久性地增强漏电流，导致 SELC 阶段。在高电压下，类似机制可能触发 SEB。高电流沿瞬态等离子体丝传播，会导致键断裂和质量传输，释放的电能引发高机械应力区域的微型爆炸，导致 GaN 分解并在外延层和衬底中形成更多的氮空位，进而造成灾难性故障。采用混合边缘终止（HET）的设计能够改善阳极边缘的电场分布，提高击穿电压，增强器件对重离子辐射的耐受性。相比之下，采用传统 JTE 的 Z 型器件平均 SEB 阈值最低&#x