Strålningseffekter på GaN halvledare (HEMTs)

Framväxande WBG-halvledare har potential att revolutionera elektronikvärlden i dag. De mest mogna och utvecklade WBG-materialen hittills är kiselkarbid (SiC) och galliumnitrid (GaN), som har bandgap på 3,3 eV respektive 3,4 eV, medan kisel(Si) har ett bandgap på 1,1 eV. WBG-materialen möjliggör hög genombrottsspänning, hög värmeledningsförmåga och strålningsbeständighet, vilket är överlägset Si för många tillämpningar, t.ex. 5G/6G-nätverk, autonoma fordon, kraftomvandlare i energi- och kraftsystem samt biokemiska sensorer i speciella scenarier.

Det finns en ständig efterfrågan på att förbättra dessa typer av anordningar för systemstabilitet och tillförlitlighet, både för försvar och säkerhet och för industriella tillämpningar. RISE har kontinuerligt arbetat med att förbättra de WGB-baserade elektroniska/fotoniska enheterna så att de kan fungera i tuffa miljöer: extremt höga eller låga temperaturvariationer, stark laserbelysning samt röntgen- och protonstrålning. Syftet med detta bidrag är att stödja samarbetet mellan RISE och U.S. Naval Research Laboratory (NRL) för att utföra strålningstester på WBG-halvledarbaserade enheter genom att undersöka effekterna av enstaka händelser i dessa enheter, t.ex. GaN-baserade HEMTer (High Electron Mobility Transistors), vilket illustreras i bilden ovan.