AlGaN/GaN HEMT器件的高场高温可靠性研究

发布时间：2024-02-27 01:22

　　氮化镓(GaN)材料由于禁带宽度大、击穿电场高以及电子饱和速度高等优点而成为制作高温、高频和大功率器件的有力竞争者。近几年,GaN基HEMT器件取得了突破性的进展,但是由于其工作环境等原因,器件的可靠性仍未得到解决,关于不同应力下器件的退化机制和失效机理还有待研究与解决,在此背景下,本文对AlGaN/GaN HEMT器件的高场和高温可靠性进行了研究。本文首先对AlGaN/GaN HEMT器件的高场可靠性和高温可靠性的主要研究内容进行了介绍,描述了AlGaN/GaN HEMT器件的基本结构,分析了AlGaN/GaN异质结的极化效应以及二维电子气的产生原理。随机抽取并测量实验所用器件的直流特性,确保了实验的准确性和一致性。然后本文通过实验对器件进行了高场可靠性的研究。实验内容包括关态恒定应力、开态恒定应力、关态栅阶梯应力、关态漏阶梯应力以及开态阶梯应力下器件直流特性和主要参数的变化。通过分析可知,无论开态应力还是关态应力条件下,都存在热电子效应和逆压电效应,两者对器件特性的退化起着不同的作用。电应力下器件内部的固有陷阱对电子的俘获造成了器件直流特性的退化,应力撤除后陷阱释放电子使直流特性得...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及研究意义
        1.1.1 GaN材料及GaN基HEMT器件的发展
        1.1.2 GaN基HEMT器件所存在的高场可靠性问题
        1.1.3 GaN基HEMT器件所存在的高温可靠性问题
    1.2 本文的主要内容
第二章 AlGaN/GaN HEMT器件的工作原理
    2.1 AlGaN/GaN HEMT器件基本结构
    2.2 AlGaN/GaN异质结的极化效应及二维电子气的产生
    2.3 AlGaN/GaN HEMT器件的直流特性
    2.4 本章小结
第三章 AlGaN/GaN HEMT器件的高场可靠性
    3.1 实验方案与器件表征
    3.2 关态恒定电应力下AlGaN/GaN HEMT器件的退化
    3.3 开态恒定电应力下AlGaN/GaN HEMT器件的退化
    3.4 阶梯应力下AlGaN/GaN HEMT器件的退化
        3.4.1 关态栅阶梯应力下AlGaN/GaN HEMT器件的退化
        3.4.2 关态漏阶梯应力下AlGaN/GaN HEMT器件的退化
        3.4.3 开态阶梯应力下AlGaN/GaN HEMT器件的退化
    3.5 本章小结
第四章 AlGaN/GaN HEMT器件的高温可靠性
    4.1 AlGaN/GaN HEMT器件的高温直流特性
    4.2 AlGaN/GaN HEMT器件的高温交流特性
        4.2.1 脉冲应力下AlGaN/GaN HEMT器件的电流崩塌
        4.2.2 AlGaN/GaN HEMT器件的C-V特性研究
        4.2.3 AlGaN/GaN HEMT器件的栅延迟特性
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文的主要结论
    5.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3912158