Обзор — Воздействие повреждений от ионизирующего излучения на приборы на основе GaN

Высокоэлектронноподвижные транзисторы (HEMT) на основе нитрида галлия (GaN) перспективны для применения в устройствах высокой мощности и высокой частоты, поскольку по сравнению с аналогами на основе GaAs они обладают более высокими пробивными напряжениями и большей плотностью двумерного электронного газа (2DEG). К числу применений нитридных HEMT относятся системы воздушной, наземной и спутниковой связи, а также фазированные антенные решётки радиолокаторов. Высокоэффективные синие светоизлучающие диоды (LED) на основе GaN используют сплавы AlGaN и InGaN различного состава, интегрированные в гетеропереходы и квантовые ямы. Создание этих синих LED привело к появлению источников белого света, в которых синий LED возбуждает люминофор; затем излучается свет в жёлтой спектральной области, который в сочетании с синим светом воспринимается как белый. В качестве альтернативы можно совместно использовать несколько красных, зелёных и синих LED. Обе технологии применяются в высокоэффективных белых электролюминесцентных источниках света. Эти источники эффективны и долговечны, поэтому они вытесняют лампы накаливания и люминесцентные лампы в общем освещении. Поскольку на освещение приходится 20–30% потребления электрической энергии, а белые LED на основе GaN требуют в десять раз меньше энергии, чем обычные лампы, применение эффективных синих LED приводит к значительной экономии энергии. Приборы на основе GaN более радиационно-стойки, чем их аналоги на основе Si и GaAs, благодаря высокой прочности связей в материалах III-нитридов. Реакция GaN на радиационные повреждения зависит от типа, дозы и энергии излучения, а также от концентрации носителей, содержания примесей и плотности дислокаций в GaN. Дислокации могут служить центрами стока для образующихся дефектов, а такие параметры, как скорость удаления носителей вследствие их захвата радиационно-индуцированными дефектами, зависят от метода выращивания кристалла, использованного для получения слоёв GaN. Метод выращивания оказывает отчётливое влияние на радиационный отклик, помимо влияния типа носителей и источника излучения. В работе рассматриваются данные о радиационной стойкости AlGaN/Ga...