【摘 要】
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磷化铟（InP）基高电子迁移率晶体管（HEMT）具有高频、低噪声等优异性能,使其在航空航天毫米波通信芯片系统设计中有着至关重要的应用价值。复杂空间辐照环境粒子辐照损伤是导致毫米波芯片系统失效的关键因素。器件模型作为连接器件制备与芯片设计的桥梁,是InP基HEMT辐照损伤机理研究与可靠性评估的重要工具。本文一方面采用17参数InP基HEMT小信号等效电路模型,研究了多剂量电子辐照对器件输出回波损耗(
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磷化铟（InP）基高电子迁移率晶体管（HEMT）具有高频、低噪声等优异性能,使其在航空航天毫米波通信芯片系统设计中有着至关重要的应用价值。复杂空间辐照环境粒子辐照损伤是导致毫米波芯片系统失效的关键因素。器件模型作为连接器件制备与芯片设计的桥梁,是InP基HEMT辐照损伤机理研究与可靠性评估的重要工具。本文一方面采用17参数InP基HEMT小信号等效电路模型,研究了多剂量电子辐照对器件输出回波损耗(S22)Kink效应的影响;另一方面,搭建了单一剂量电子辐照下InP基HEMT直流特性分析型模型。具体研究内容如下:1、InP基HEMT器件在不同剂量(1×1014 cm-2,1×1015 cm-2,1×1016 cm-2)电子辐照下,S22参数在36 GHz频率点处表现Kink效应;工作状态越临近亚阈值区,Kink效应越强。随着电子辐照剂量的增加,Kink效应增强。采用双反馈电路分析法分析了17参数InP基HEMT小信号等效电路模型,分析了等效电路模型中本征参数对S22 Kink效应的影响,栅电容（Cg）与跨导（gm）是电子辐照影响Kink效应的关键因素,且栅电容与跨导的影响相反,栅电容增强,Kink效应减弱,跨导增强,Kink效应增强。2、通过研究多剂量电子辐照对InP基HEMT直流特性影响规律,基于长栅HEMT器件传输机理,提出了一种单一剂量电子辐照下的InP基HEMT直流物理分析模型。该模型表征了电子辐照环境对InP基HEMT不同工作状态下的直流特性的影响,符合阈值电压(VTH)不变,沟道载流子迁移率（μ）降低的电子辐照退化机理。本论文研究可为辐照环境影响下的InP基HEMT器件模型建立提供理论指导和经验支撑,有助于提高InP基HEMT器件在航空航天芯片应用中可靠性评估的准确性。
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