AlGaN/GaN HEMT高场退化的机理研究

发布时间：2021-09-23 01:02

　　GaN作为一种新兴材料，在诸多的方面具有极大的应用价值，主要特点表现在宽禁带、高跨导、高饱和电流、高击穿电压等诸多的方面；在应用中，高温和微波大功率方向的应用显示出了极强的潜力和优势；而存在的主要问题则表现在可靠性方面，因此对AlGaN/GaN HENT器件的可靠性问题研究显得至关重要。本文就AlGaN/GaN HEMT器件的高场退化机理进行了研究。主要的研究工作和成果如下：文中给出了一种具有独立知识产权的AlGaN/GaN HEMT的工艺流程，以SiC作为衬底制造出了具有良好特性的AlGaN/GaN HEMT；之后对本文所介绍的AlGaN/GaN HEMT器件的高场退化效应作了进一步的研究，使两种典型器件在的高场应力下退化，从而得到了器件关键参数随应力时间的退化规律。应力过程中，阈值电压先是向正向漂移，再向负漂移，并且在向负方向漂移的过程中存在一段比较长的恢复时间。因此我们提出了一个新的模型，在提出的模型之中一个与电子被俘获和释放相关来解释这一现象。我们还提出了一种新方法（瞬态电流测量分析法）来研究GaN HEMT中电子的俘获特性。其独特性在于该方法能够与长期电可靠性实验相融合。文中... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

应力电流（左）和机械应力（右）对栅截止电流的影响

第一章 绪论 7（6）扩散过程2010 年，M. Tapajna 等人研究发现扩散过程在器件早期退化的过程中起到非常关键的作用[34]。器件在关态和开态应力的退化试验中，应力前缺陷激活能Ea=0.45eV，应力后 Ea=0.65eV，0.05eV，该 Ea 改变量远大于机械应力释放造成的缺陷能级改变（一般小于 60meV），因此，除了逆压电效应以外，还存在着其他的退化机制。利用变温法分析扩散系数，进而求得扩散激活能 Ea=0.26eV，确定扩散在器件早期退化中起到加速作用[35]。Kuball 等人阐述了与扩散相关的三大退化机制，分别为（a）沿位错扩散、（b）机械应变或栅电流辅助扩散、（c）裂缝形成后的扩散，如图 1.5。

微区阴极发光谱(DRCLS)测得应力后黄光能谱增强


本文编号：3404714