文档介绍：AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管,由于它强大的性能功能引起广泛的关注。这项技术成为高频大功率应用方面的阈值组成部分,这就需要我们了解影响期间长期稳定性的退化机理。实际应用GaNHEMT在大功率雷达系统将会需要期间在饱和状态下运行,同时接受大型号RF,导致器件经受强电场和强电流密度。例如,坎贝尔和杜普卡发表了截止频率40W单刀双掷GaN(在SiC衬底上生长的)开关器件,栅极偏压为-37V,源漏间距为4μm,与我们在这里要研究的类似[1]。通过一个dc(直流)栅极偏压阶梯应力实验,我们可以得到一个偏压使器件在肖特基接触情况下不受强电场的影响,这已经是被一些研究小组详细研究过了的。然而,在这些人的研究中却没有关于在肖特基接触情况下反向直流栅偏压与温度之间的相互影响的知识。在强反向栅偏压阶梯应力实验中,AlGaN/GaNHEMT栅极漏电流看起来稳定的增加,知道达到阈值电压(VCRL)。这时,栅极漏电流急剧增加约1-2个数量级。这种现象是由于逆压电效应的影响。随着电场的增强,在ALGaN层的张应力增加。当张应力达到峰值,并且确信达到阈值电压,由过度机械应力产生的晶格缺陷产生了电子陷阱且增加了通过缺陷态的电子隧穿。虽然我们所使用的器件的电学特性在阶梯应力实验期间和之后与报道中的结果很相似,但是在栅极边缘处的裂纹在我们的研究中没有被观察到。为了更进一步研究和了解使在强反向栅偏压下的栅极漏电流的增加的退化机理,这篇文章叙述了阈值电压对于温度的依赖性。-SiC半绝缘衬底上构筑的AlGaN/GaNHEMTs,先从一层AlN成核层开始(如图1),。,再用一层3nm无掺杂的GaN帽层盖住。在晶圆上进行霍尔测试显示表面载流子浓度、表面电阻、-2、310Ω/m2和1900cm2/V·s。通过约1000Á/min速率的感应耦合等离子体台面刻蚀完成对邻近设备的隔离。采用Ti/Al/Ni/Au欧姆接触金属化在850℃的高温下退火30s,制成源/漏接触。HEMTs使用Ni/Au双栅设计,栅宽150μm,栅源和栅漏间距为2μm,采用SiNx钝化,再通过等离子体增强化学汽相淀积进行积淀。超过20种相同的类似的HEMTs,(惠普)4156C半导体参数分析仪从-10V到-42V,以1V为增量,间隔60s逐步加压,在黑暗中将温度从24℃到150摄氏度的范围内进行测试。器件的温度由加热的卡盘管控,在每一个温度下至少2个器件被图1(A)器件结构剖面图(B)。在室温下测定预应力下的器件的电学特性,确定该器件表现出相同的性能。栅极电流(IG),栅漏极漏电流(IGD),栅源极漏电流(IGS)都可以在应力下检测。此外,截止态的栅极电流IGDFF,可在VDS==-5V偏压下,逐阶测得。漏极和栅极电流电压扫描在室温下通过压应力和张应力测得。在进行阶梯应力实验之前,把器件加热到需要的应力温度,然后在逐阶加温的过程中测量栅极漏电流,漏极和栅极I-V特性,有效跨导。源极和漏极并排放置时为了栅极接触压力堆成。此外,通过数值模拟设备(ATLAS/Blaze)