摘要：太空辐射是安装在航空器、探测车（漫游车）和卫星上的功率半导体电气特性下降的主要原因。虽然美国和欧洲在积极开展辐射效应研究，但韩国的研究主要集中在硅功率半导体抗辐射能力的定量分析上，研究成果有限。

该方法将应用于航空航天、医用放射设备、核电站和军事/国防电子

韩国电气研究院（KERI）一研究团队开发出了评估SiC功率半导体器件在太空中的抗辐射能力和可靠性的技术。

太空辐射是安装在航空器、探测车（漫游车）和卫星上的功率半导体电气特性下降的主要原因。虽然美国和欧洲在积极开展辐射效应研究，但韩国的研究主要集中在硅功率半导体抗辐射能力的定量分析上，研究成果有限。

在韩国的首次高能太空环境模拟中，Jae Hwa Seo领导的韩国电气研究院团队创建了一个极端太空辐射实验环境，质子占总成分的80-90%。

为了实施精确的辐照条件，Jae Hwa Seo的团队与安东国立大学Yoon Young-jun领导的团队合作，使用了韩国原子能研究所加速器设施中的高能质子（100 MeV）。

韩国电气研究院分析了这些条件对韩国国内开发的SiC功率半导体的影响，包括电压变化、辐照导致的漏电流升高、晶格损坏。这项研究以“Degeneration mechanism of 30 MeV and 100 MeV proton irradiation effects on 1.2 kV SiC MOSFETs”为题，于本月初发表在Radiation Physics and Chemistry上。

研究结果表明，在30 MeV和1 × 1014 cm−2质子通量下，漏极电流因位移损伤（DD）效应而降低。同时，在100 MeV下，质子主要诱发了总剂量（TID）效应，其特征是阈值电压负移。在栅极电压为10 V、漏极电压为5 V的情况下，辐照为100 MeV、质子通量为1 × 1014 cm−2的测试器件的导通电流高于未受辐照的测试器件，原因是阈值电压降低了。（上图为辐射对SiC功率MOSFET的影响：（a）总剂量效应；（b）位移损伤效应。）

利用积累的数据，研究团队制定了设计标准，以确保用于太空应用的SiC功率半导体的长期可靠性。

韩国电气研究院的Jae Hwa Seo表示：“设置不同辐射效应参数并在类似的模拟环境中测试核心元件被认为是全球航天行业的一项关键技术。”他补充道：“这项技术将应用于航空航天、医用放射设备、核电站、辐射废物处理设施、军事/国防电子等不同领域。”

研究团队计划扩大该技术的范围，继续对SiC功率半导体在超高能量（超过200MeV）辐射条件下的可靠性进行评估，并开发先进的抗辐射功率半导体。

此外，他们还与庆尚南道和日本公司“Orbray”合作，使用金刚石对未来功率半导体进行研究。他们的目标是为韩国高附加值航空航天行业的发展做出贡献。

来源：雅时化合物半导体

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来源：CSC化合物半导体