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宽带隙半导体 SiC 和 GaN 已经作为功率器件商业化，用于汽车、无线和工业电源市场，但它们在太空和航空电子应用中的应用受到重离子暴露后易发生永久性性能退化和灾难性故障的阻碍。这些宽带隙功率器件的太空认证工作表明，它们易受无法屏蔽的高能重离子空间辐射环境（银河宇宙射线）的损坏。在太空模拟条件下，GaN 和 SiC 晶体管在其额定电压的约 50% 下表现出故障敏感性。同样，在重离子单粒子效应测试条件下，SiC 晶体管容易受到辐射损伤引起的性能退化或故障，从而降低了它们在太空银河宇宙射线环境中的实用性。在 SiC 基肖特基二极管中，在额定工作电压的 ∼ 40% 时观察到灾难性的单粒子烧毁 (SEB) 和其他单粒子效应 (SEE)，并且在额定工作电压的 ∼ 20% 时漏电流出现不可接受的下降。超宽带隙半导体 Ga 2 O 3 、金刚石和 BN 也因其在电力电子和日盲紫外探测器中的高功率和高工作温度能力而受到探索。从平均键强度来看，Ga 2 O 3 似乎比 GaN 和 SiC 更能抵抗位移损伤。金刚石是一种高度抗辐射的材料，被认为是辐射探测的理想材料，特别是在高能物理应用中。金刚石对辐射暴露的响应在很大程度上取决于生长的性质（自然生长与化学气相沉积），但总体而言，金刚石对高达几 MGy 的光子和电子、高达 10 15（中子和高能质子）cm − 2 和 > 10 15 介子cm − 2 的辐射具有抗辐射能力。BN 对高质子和中子剂量也具有抗辐射能力，但由于中子诱导损伤，h-BN 会从 sp 2 杂化转变为 sp 3 杂化，并形成 c-BN。宽带隙和超宽带隙半导体对辐射的响应，尤其是单粒子效应，还需要更多的基础研究。© 2021 电化学学会（“ ECS ” ）。由 IOP Publishing Limited 代表 ECS 出版。[DOI：10.1149/2162-8777/ abfc23 ]
综述——宽带隙和超宽带隙半导体的辐射损伤
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